做什么的银杏(一棵树),鹦鹉螺(一个)和腔棘鱼(一个)都有共同点吗?
它们看起来并不相似,在生物学上也没有相关性,但它们的部分进化历史却有着惊人的相似之处:这些生物体被称为。换句话说,它们似乎已经逃脱了通常随着时间的推移、通过进化而发生的转变。
在过去的 85 年里,腔棘鱼被称为“活化石”,因为它让人想起一个过去的时代,即恐龙时代。这些鱼属于肉鳍鱼,该类还包括肺鱼(有肺的鱼)和四足动物,人类也属于这个群体。四足动物是脊椎动物(有脊椎的动物),它们具有特定的解剖学特征,包括肱骨(前肢骨骼)、股骨(后肢骨骼)和肺部。
有关的:
很少有脊椎动物能像腔棘鱼那样激发人们的好奇心,对其发现过程的引人入胜的故事以及其作为“活化石”的地位如此感兴趣。更重要的是,唯一的两种现存的腔棘鱼物种,作为这一漫长进化过程的幸存者,现在正面临灭绝的威胁。
但腔棘鱼真的值得这个标签吗?关于这种进化好奇心,腔棘鱼化石告诉我们什么?
作为古生物学家、进化生物学家和生态建模师,我们将在本文中重新审视腔棘鱼 4.1 亿年的进化史。利用最新的技术进步和创新的分析方法,我们正在努力更好地了解这些迷人的物种通常被称为“活化石”。
西澳大利亚的重大发现
我们的研究最近发表在期刊上,识别并描述了在西澳大利亚发现的一种 3.8 亿年前已灭绝的腔棘鱼化石。
这些保存得非常完好来自该鱼类漫长进化史上的一个关键过渡时期。
这项研究是加拿大、澳大利亚、德国、英国和泰国机构的研究人员之间国际合作的结果。
“活化石”:一个备受争议的概念
第一个在他的书中使用“活化石”这个词物种起源1859年,他指定了他认为与当时的其他物种相比“异常”或“不正常”的生物物种。
尽管这个概念在达尔文时代还没有明确定义,但从那时起它已经被数百名生物学家所接受。然而,“活化石”一词以及配得上这个称号的物种,仍然是科学界争论的话题。
一般来说,一个分类单元(科学分类的群体或实体)被认为是“活化石”,它必须满足一定的标准:它必须属于一个已经存在了数百万年的群体,随着时间的推移,形态上几乎没有变化,与它的进化近亲相比,呈现出所谓的原始特征。
一段迷人的历史:古往今来的腔棘鱼
超过 175 种腔棘鱼化石生活在下泥盆纪(距今 419 至 4.11 亿年前)至白垩纪末期(距今 6600 万年前)之间。 1844 年,瑞士古生物学家路易斯·阿加西 (Louis Agassiz) 发现了一组特殊的鱼类化石,并将其命名为腔棘鱼目。
近一个世纪以来,腔棘鱼被认为在世纪末灭绝了。,大约6600万年前。在此期间,地球上近 75% 的生命变成了,包括大多数——鸟类的祖先除外。
然后,1938 年 12 月 22 日,玛乔丽·考特尼-拉蒂默南非东伦敦博物馆馆长接到一个渔民的电话,他钓到了一条稀有而奇怪的鱼。她意识到这是一个未知物种,并联系了南非鱼类学家(鱼类生物学家)JLB Smith,史密斯证实这实际上是有史以来观察到的第一个活体腔棘鱼。
1939年,史密斯将该物种命名为红豆,也称为在贡贝。从那时起,这个在科摩罗群岛附近的非洲东海岸、莫桑比克海峡和南非海岸发现的物种引起了相当大的科学兴趣。
1998年,第二种现存的腔棘鱼物种出现,梅纳多蛇(命名为翠鸟是在印度尼西亚苏拉威西岛附近发现的。
这两个物种是一个古老谱系的唯一幸存者,该谱系在过去的几百万年里似乎几乎没有进化。
继发现红豆,腔棘鱼被认为是脊椎动物,其体形随着时间的推移几乎没有变化,这表明进化缓慢。
Ngamugawi 或“古代鱼”
在我们的研究中,我们描述了西澳大利亚泥盆纪时期的一种新腔棘鱼物种。我们已经给它命名了恩加姆加维·温加里。表现在金伯利地区澳大利亚原住民的语言 Gooniyandi 中,意思是“古老的鱼”。穿戴式向 Gooniyandi 受人尊敬的祖先 Wirngarri 致敬。
恩加姆加维·温加里是在戈戈地质构造中发现的,该地质构造是世界著名的特殊化石遗址。 Gogo 以三维保存大量鱼类化石而闻名,有时甚至是软组织,例如心和肌肉。
迄今为止,Gogo 已发现 50 多种鱼类化石。这种多样化的鱼类与海洋无脊椎动物共同生活在一个环境中。泥盆纪暖海珊瑚礁大约3.8亿年前。
一个比看起来更复杂的演变
我们的研究表明,腔棘鱼在其历史之初的泥盆纪时期进化迅速,但此后进化速度减慢。白垩纪之后,进化创新几乎停止,这表明对于某些特征来说,腔棘鱼,例如拉蒂梅里亚,时间似乎被冻结了。
然而,其他特征,例如身体比例,在中生代时期(252至6600万年前)继续以正常速度进化。虽然身材变化不大,但也印证了这样的观点:拉蒂梅里亚作为“活化石”,颅骨形状的进化从未停止,这让这个标签受到质疑。
在所有研究的环境变量中,构造板块活动对腔棘鱼进化速率的影响最为显着。新的腔棘鱼物种更有可能出现在当新的栖息地被创建或破碎时。
这表现发现表明腔棘鱼数百万年来并没有保持不变。
它们缓慢的进化表明它们不是“活化石”,而是复杂进化历史的结果。