棘螈 长有“手指”的鱼希望螈是我们人类的祖先？希望螈艺术复原图
半月历史这条有“手指”的鱼是我们共同的祖先？
这条有“手指”的鱼是我们共同的祖先？
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希望艺术修复图
作者|张
3亿多年前，一些鱼类登陆陆地，最终进化出包括人类在内的多种陆生脊椎动物。鱼上岸是生命进化史上的一个重要事件，但我们对鱼向两栖动物的过渡还缺乏足够的认识。在发表在《自然》杂志上的研究中，研究小组发现了鱼类登陆过程中的关键化石——希望蝾螈。这条手指鱼让我们一窥生命进化的规律，但它们是人类的直系祖先吗？
在大约4.2-3.6亿年前的泥盆纪，海洋中的许多种鱼都在挣扎求生，掠夺了有限的食物、栖息地甚至氧气资源。与此同时，广袤的土地安静多了——蕨类植物和昆虫占据了大片土地，大片珍贵的小生境依然是徒劳。直到泥盆纪晚期，一些鱼类开始试图上岸。
鱼上岸是生命进化史上的重要事件。如今，陆地上各种各样的脊椎动物，包括我们人类，都是这一类上岸动物的后代。从水生环境过渡到陆地环境有很多困难，最大的挑战是在陆地上移动的能力。鱼鳍逐渐进化成有力的四肢，在陆地上支撑着沉重的身体，提供足够的运动能力。
从鱼类到两栖类的过渡
最早的登陆者是谁？科学界对这个问题有很多争议。现在，随着更多化石证据的发现，古生物学家将注意力集中在四足类动物上，其中一种是鳍鱼类。这类动物的化石保留了鱼类的基本体型，但又具有一些适应陆地生活的特点，因此被认为是鱼类和两栖类之间的过渡形态。
有了四足动物提供的化石证据，我们就可以一窥泥盆纪晚期的多肉鳍鱼类是如何一步步抛弃脆弱的鳍，获得强健的四肢，登陆陆地的。比如我们所熟悉的鱼骨鱼和棘齿鱼，虽然保留了鱼类的特征，但放弃了胸鳍和鳍支撑的腹鳍。而是由骨骼支撑的四肢，包括不同数目的手指，证明它们具有一定的陆地或水下移动能力。
福寿螺复原图
但形态特征表明，它们不能完全脱离水环境而生存。比如它头扁平，身体笨重，前肢不能曲肘，在陆地上很难支撑起庞大的身躯，更不用说快速移动了。显然，这种动物仍然生活在水中，四肢均匀展开地划水，而不是在身体的下部提供支撑。考虑到它们很可能离不开水，所以不属于狭义的两栖动物，尽管它们被命名为“蝾螈”。
脊椎骨修复
与此同时，古生物学家也发现了一种更倾向于鱼类的化石——Tiktaalik。2019年发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究发现，Taleq鱼的鳍变得比鱼类祖先的鳍更小更简单。Taleq鱼胸鳍的鳍非常不对称，腹鳍比背鳍小几倍。研究人员推测，这可能表明胸鳍底部形成了一层肌肉。这块肌肉类似于四足动物手掌的肉。虽然不足以支撑它们上岸，但可以帮助它们在河底活动。Taleq鱼还有胸鳍，但是鳍已经有骨骼支撑，但是缺少清晰的指骨。
塔莱克鱼仍然有胸鳍，但鳍已经有骨骼支撑
无论是有鳍但没有指骨的塔列克鱼，还是多刺的蝾螈和没有鳍但有指骨的鱼石蝾螈，都为鱼类向两栖动物的进化提供了重要线索。但是，其中还有一个关键的过渡环节——鱼类靠鳍支撑，已经进化出指骨。
带来希望的希望
最近发表在《自然》杂志上的一项研究终于弥补了这个缺失的环节。
来自魁北克大学穆斯基分校和澳大利亚弗林德斯大学的研究人员用电脑断层扫描了一个埃尔皮斯托斯特奇·沃森尼的标本。
Elpistostege watsoni样本和恢复图
希望蝾螈生活在约3.8亿年前的浅海和河口地区，身长约1.6米，是大型食肉动物。本种首次发现于加拿大魁北克省米瓜沙国家公园。当时只发现一个不完整的头骨化石，被归类为早期四足动物。但是后来，1985年又重新发现了一些头骨化石，表明希望蝾螈其实属于肉鳍鱼。2010年，这里发现了保存完好的希望蝾螈完整化石，也是本次研究的对象。
三维复原结果显示，鱼既有鳍，又有明显的指骨。以前的研究表明，希望蝾螈和塔莱克鱼之间的系统发育关系非常密切。在看到CT扫描图像后，研究人员惊讶地发现，希望蝾螈比塔拉克鱼更接近四足动物。在被鳍包裹的胸鳍中，不仅可以清楚地看到肱骨、桡骨和尺骨、腕骨和掌骨，还可以发现两个清晰的指骨和三个可能的指骨。
希望把蝾螈胸鳍的骨骼和人类上肢的骨骼对比一下。图中红色是确认的方阵
“这是指骨和鳍第一次在鱼类中共存。这个标本中的趾骨与其他四足动物的趾骨非常相似。”该论文的作者之一，弗林德斯大学古生物学和地层学教授约翰·朗介绍说。
指骨虽然看起来像微小的骨头，不起眼，但实际上在支撑四肢方面起着重要的作用。“有了指骨，这些鱼可以在水下或陆地上短时间支撑它们沉重的身体。郎教授说:“将这些小骨头添加到鱼鳍上，可以让它们灵活而均匀地将重量分布在整个鱼鳍上。”。“我们的发现将指骨的起源推回了鱼类。同时，这个结果也告诉我们，鱼在离开水之前已经具备了脊椎动物的基本肢体结构。”
该论文的通讯作者、魁北克大学穆斯基校区的理查德·克劳迪埃说，在过去的十年里，化石证据很好地揭示了呼吸系统、听觉器官、觅食方式等方面的变化。在鱼上岸的过程中由于陆地和水环境的变化。这一发现填补了鱼类运动能力进化中空的空白。
我们的祖先？
不幸的是，虽然我们已经发现了这么多从鱼类到两栖动物的过渡化石，但它们是否是人类和其他陆地生物的祖先仍有争议。这是因为在这些化石中没有发现许多四足动物的共同结构。比如大部分活着的四足动物，每只手有五个手指，而长鳍姬鼠每只手有6~7个手指，长鳍棘球绦虫甚至有八个。
更可能的情况是，当时不同地区的鱼试图上岸，并形成了类似的形式。这些希望蝾螈、多刺蝾螈和鱼石蝾螈在当时更有可能是我们祖先的竞争对手，但我们真正的祖先并没有形成化石来留存或者尚未被发现。
但是这种研究还是很有意义的。通过这些化石，我们可以一窥生命进化的历史和规律。正如克劳蒂亚所说:“希望蝾螈不一定是我们的祖先，但它仍然可以反映出从鱼类到四足动物的进化过程。”
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