“上岸”之前，魚鰭到四肢的進化之路_風聞

​                                          研究人員對約3.75億年前泥盆紀晚期的魚類化石進行了研究，揭示了魚鰭進化成適應陸上行走的四肢的過程。

                    

提塔利克魚（Tiktaalik roseae）魚鰭骨骼的CT掃描圖

芝加哥大學古生物學家使用CT掃描了岩石中的鰭條的形狀和結構，首次構建了魚鰭的完整3D數字模型，並推測了魚鰭在進化成四肢過程中的作用和變化情況。最新研究結果發佈於《美國國家科學院院刊》。

研究人員對鰭的研究主要集中在與人類上肢大臂、小臂、手掌和手指對應的大骨頭及軟骨上，這些“內骨骼”演變成了四足動物的手臂、大腿和手指。而魚鰭上的鰭條和棘刺所構成的“皮質骨架”跟這些大骨頭同樣重要——它們也經歷了類似的進化過程。

然而，這些細小結構經常被忽略掉了。皮質鰭條佔魚鰭表面積的比例很大，但在早期四足動物身上都無法觀察到了。

博士後研究員Thomas Stewart博士説：“我們試圖瞭解在四肢完全進化出來之前，這些皮質骨架的總體進化方向，這對於瞭解動物如何進化到使用鰭這段歷史相當重要。”

                     

提塔利克魚兼具魚和四足動物的特徵。

Stewart和他的同事研究了泥盆紀晚期三種有四足動物體型特徵的魚：泰羅魚（Sauripterus taylori），真掌鰭魚（Eusthenopteron foordi）和提塔利克魚（Tiktaalik roseae）。

泰羅魚和真掌鰭魚完全生活在水中，它們利用胸鰭來划水，並且能夠在湖泊和溪流底部用鰭支撐起自己的軀幹。而提塔利克魚的鰭則能夠支起自身大部分重量，甚至有可能利用鰭冒險離開水面，在淺灘和泥灘上來一次短途旅行。

芝加哥大學古生物學家Neil Shubin博士説：“通過觀察提塔利克魚的整個魚鰭，我們可以清楚地重現到它利用鰭上的掌狀結構。”

研究人員利用CT掃描了化石標本，並利用成像軟件重構了3D模型。他們發現，這些鰭條逐漸稀疏，鰭網整體的尺寸比它們的祖先小，鰭的頂部和底部變得不對稱。

泰羅幼魚的魚鰭化石具有四足動物的原始特徵。

Stewart説：“這讓我們能進一步瞭解這些動物是如何從用鰭划水進化到在水底用鰭來支撐活動的。同時我們還比較了鱘魚和肺魚兩個現存魚種的皮質骨架，以理解在化石中觀察到的這種模式。最後，我們發現魚鰭的頂部和底部同樣不對稱，這表明這些差異在魚類的進化過程中起到了更大的作用。這一部分研究數據證明這種模式不僅在化石中有記錄，它對於現存魚類也同樣重要。”

◎編譯 | 攀汗

◎審稿 | 阿淼

◎責編 | 雷鑫宇 

◎期刊來源：《美國國家科學院院刊》

◎期刊編號：0027-8424

◎原文鏈接：

https://phys.org/news/2019-12-fish-fins-evolved-transition.html 

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