從古魚(yú)類(lèi)到人類(lèi)的進(jìn)化
時(shí)間:2025-11-22 16:46:08 來(lái)源:桑間濮上網(wǎng) 作者:探索 閱讀:928次

地球生物進(jìn)化旅程(圖片由朱敏提供 下同)

魚(yú)石螈化石和復(fù)原圖


4億年前云南曲靖水下藝術(shù)想象圖和位置地圖

朱敏等人發(fā)現(xiàn)了一種來(lái)自中國(guó)云南省曲靖市的到人濟(jì)南外圍預(yù)約(外圍模特)外圍上門(mén)(電話(huà)微信181-2989-2716)高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)盾皮魚(yú)(麒麟魚(yú)),它掃除了在脊椎動(dòng)物頜演化認(rèn)識(shí)上的進(jìn)化盲區(qū)。

魚(yú)類(lèi)頭骨變化成人頭骨示意

各種魚(yú)類(lèi)的化石
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)北京科技報(bào):生命演化過(guò)程中,魚(yú)類(lèi)邁向陸地的魚(yú)類(lèi)一小步,最終促成了脊椎動(dòng)物乃至人類(lèi)的到人大發(fā)展。我們身上的進(jìn)化哪些特征還能夠從魚(yú)的身上發(fā)展蹤跡?
為什么我們是從一條“小魚(yú)”變成“人”,而不是從古從一只“小蜘蛛”變成“人”的呢?這之間有什么科學(xué)的證據(jù)和聯(lián)系么?10月20日,“時(shí)空之旅:從魚(yú)到人的魚(yú)類(lèi)生命變遷”科普宣傳活動(dòng)在北京自然博物館舉行,活動(dòng)邀請(qǐng)了中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員朱敏、到人北京大學(xué)外科學(xué)博士馬向濤為大眾帶來(lái)了一場(chǎng)從古魚(yú)類(lèi)到人類(lèi)進(jìn)化的進(jìn)化講座。解答古魚(yú)類(lèi)是從古如何從肉鰭魚(yú)登陸、逐漸演變成人的魚(yú)類(lèi)話(huà)題,以下是到人講座精彩內(nèi)容整理。
生命演化中存在許多未解之謎
“人類(lèi)從哪里來(lái),現(xiàn)在在哪里,到哪里去”,這是公眾與科學(xué)界都非常關(guān)心的問(wèn)題,也是個(gè)哲學(xué)問(wèn)題。國(guó)際上,美國(guó)頂級(jí)的刊物《科學(xué)》雜志在125周年的時(shí)候,提出125個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題,比如恐龍為什么會(huì)如此龐大?現(xiàn)在有多少個(gè)人種,他們之間有什么關(guān)聯(lián)?什么基因改變?cè)炀土霜?dú)特的人類(lèi)?鳥(niǎo)類(lèi)的翅膀、魚(yú)類(lèi)的濟(jì)南外圍預(yù)約(外圍模特)外圍上門(mén)(電話(huà)微信181-2989-2716)高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)鰭等是怎么發(fā)育進(jìn)化的?這些都是非常重大的科學(xué)問(wèn)題。
實(shí)際上生命演化的過(guò)程中間,存在著許許多多的未解之謎。46億年前地球誕生;40億年前出現(xiàn)大塊陸地;34億年前最早的生命出現(xiàn)了。按照進(jìn)化論來(lái)講,以脊椎動(dòng)物為例,從魚(yú)類(lèi)到青蛙、恐龍到鳥(niǎo)類(lèi),包括人類(lèi)都有脊椎骨,這些結(jié)構(gòu)都可以一點(diǎn)一點(diǎn)追溯到早期魚(yú)類(lèi)。脊椎動(dòng)物演化的主干是硬骨脊椎動(dòng)物,包括水中的硬骨魚(yú)和陸地上的四足動(dòng)物,這兩大分支分別征服了今日地球的水域和陸地。
不過(guò)從魚(yú)到人并不是幾天、幾年或者幾萬(wàn)年就能完成的事情,這個(gè)時(shí)間跨度達(dá)到了將近5億年。最早的魚(yú)5億多年前就有了,當(dāng)時(shí)地球上的高等動(dòng)物,全在水里頭,陸地上非常荒蕪,基本上什么東西也沒(méi)有,沒(méi)有草木昆蟲(chóng),生命都在水中間,都在海洋中。然后魚(yú)類(lèi)在某一階段,大概3億年前的時(shí)候最終登上陸地,演變出了兩棲類(lèi),然后變成了爬行類(lèi),爬行類(lèi)變成了哺乳動(dòng)物,哺乳動(dòng)物然后慢慢進(jìn)化了人類(lèi),就是這么一個(gè)演化的歷程。
魚(yú)爬到陸地上有多困難?
魚(yú)類(lèi)登陸最早的化石證據(jù)是魚(yú)石螈類(lèi),這種生物有點(diǎn)像現(xiàn)在娃娃魚(yú)的樣子,它有魚(yú)的尾巴,同時(shí)也有了前肢和后肢,所以它能夠爬上陸地。魚(yú)石螈類(lèi)的化石最早發(fā)現(xiàn)于北極附近的格陵蘭島。
100多年前,當(dāng)時(shí)有很多的探險(xiǎn)家去探險(xiǎn)北極,1897年探險(xiǎn)家安德利坐熱氣球去北極探險(xiǎn),獨(dú)自一人到格陵蘭島北極圈,一去不復(fù)返了,這個(gè)地方一到冬天根本進(jìn)不去了,第二年開(kāi)始要去搜尋他,在搜尋過(guò)程就發(fā)現(xiàn)了一些化石材料,這些化石材料后來(lái)又交給英國(guó)古生物學(xué)家,研究后發(fā)現(xiàn)是魚(yú)石螈化石。
魚(yú)類(lèi)要登上陸地的話(huà),也不是那么簡(jiǎn)單的事情,很多身體結(jié)構(gòu)要發(fā)生改變,才可以適應(yīng)陸地的環(huán)境。首先呼吸系統(tǒng)必須要改變,因?yàn)樵谒锸峭ㄟ^(guò)鰓進(jìn)行呼吸的,到了陸地要通過(guò)肺進(jìn)行呼吸。還有在水里大家游泳,如果是“大胖子”不用游就可以漂浮,因?yàn)樗母×Π阎亓Φ窒恕5堑疥懙厣暇鸵朔亓τ绊懀帜_必須要強(qiáng)壯,還要通過(guò)肩帶跟腰帶進(jìn)行支撐,所以整個(gè)身體結(jié)構(gòu)要發(fā)生很多的變化。
魚(yú)類(lèi)最早在哪里上岸的?
動(dòng)物分類(lèi)學(xué)上,硬骨魚(yú)綱可分成兩大類(lèi),像平時(shí)吃的這些草魚(yú)、鰱魚(yú)等,在科學(xué)上有個(gè)名詞叫輻鰭魚(yú)類(lèi),現(xiàn)在地球上49%的脊椎動(dòng)物的物種都是輻鰭魚(yú)類(lèi)。另外一支叫肉鰭魚(yú)類(lèi)。肉鰭魚(yú)顧名思義,它的鰭有很大一部分和我們四肢一樣有發(fā)達(dá)肌肉,里面有支撐的骨頭,這就使得它們能夠爬到陸地上來(lái)。
追溯最早的肉鰭魚(yú)的演化歷史,大約是在4億年前的中國(guó)云南曲靖,這里是肉鰭魚(yú)類(lèi)的故鄉(xiāng),所有登陸的魚(yú)類(lèi)都發(fā)源于這個(gè)地方。寒武紀(jì)生命爆發(fā)之前,當(dāng)時(shí)的地球跟現(xiàn)在是不太一樣的,包括中國(guó)的南方、北方,現(xiàn)在大多在溫帶,當(dāng)時(shí)都是在赤道上,云南曲靖是個(gè)海灣的環(huán)境,孕育了最早向陸地進(jìn)發(fā)的魚(yú)類(lèi)。
志留紀(jì)到泥盆紀(jì)時(shí)的中國(guó)南方是漂泊在赤道附近的孤洲,靠近南方廣袤的岡瓦納大陸的北緣。云南處于這片孤洲的南部。那時(shí),植物尚未侵入內(nèi)陸,河流從大陸中央裸露的荒蕪山脈間蜿蜒流出,在相當(dāng)于現(xiàn)代滇東曲靖的地方匯入海洋,帶來(lái)豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),養(yǎng)育了河口海灣中欣欣向榮的生態(tài)系統(tǒng)。
還在魚(yú)類(lèi)時(shí)代開(kāi)始以前,這里就已經(jīng)是魚(yú)類(lèi)的“王國(guó)”:珊瑚和腕足動(dòng)物在礁巖附近繁衍生息,為魚(yú)類(lèi)提供了藏身之處;成群的小魚(yú)辛勤地在水底濾食泥沙,或?qū)ふ胰湎x(chóng)等柔軟食物;兇猛的大型掠食魚(yú)類(lèi)在它們頭頂巡游……數(shù)千萬(wàn)年的時(shí)間里,多少奇形怪狀的魚(yú)類(lèi)曾在這里生長(zhǎng)、繁衍、死去,遺體沉入水底,為泥沙包裹,少數(shù)的幸運(yùn)地變成了化石。
4億多年時(shí)光過(guò)去了,海陸更迭,古老的海灣早已變成今日滇東的起伏山巒和其間的片片農(nóng)田。古代的海底泥沙經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)復(fù)雜的地質(zhì)作用,形成層層疊疊的地層,橫跨志留紀(jì)、泥盆紀(jì)的連續(xù)沉積就出露在這里。
魚(yú)的頜部最終演化成了人類(lèi)頜骨
魚(yú)類(lèi)早期進(jìn)化歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一類(lèi)叫做盾皮魚(yú)的魚(yú)類(lèi),它們身披骨片鎧甲,已經(jīng)有了頜,但是頜部構(gòu)造要比后來(lái)的魚(yú)類(lèi)簡(jiǎn)單。2018年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種叫麒麟魚(yú)的盾皮魚(yú)類(lèi),這種魚(yú)是個(gè)“四不像”,它把不同魚(yú)類(lèi)的形態(tài)結(jié)合在一起,很好地解釋了盾皮魚(yú)類(lèi)缺少的復(fù)雜的頜部結(jié)構(gòu)是如何出現(xiàn)的,而這種更復(fù)雜的頜部結(jié)構(gòu)最終演化成了我們?nèi)祟?lèi)的頜骨。
麒麟魚(yú)的正型標(biāo)本十分精美,包裹它身體的大塊骨甲經(jīng)過(guò)4.2億多年的漫長(zhǎng)時(shí)光,仍完美地保存下它的形狀。它的頭頂隆起成“額頭”,有點(diǎn)像海豚;頭前端有前伸的扁平吻突,口和鼻孔都位于腹面,又有點(diǎn)像鱘魚(yú);軀體呈長(zhǎng)長(zhǎng)的箱形,底部平坦。在志留紀(jì)曲靖的海灣中,它們大概聚集成群,在水底緩慢游動(dòng),用吻部翻起泥沙,尋找蠕蟲(chóng)和有機(jī)碎屑為食,靠箱形的骨甲抵御水域中海蝎和大型魚(yú)類(lèi)等捕食者的襲擊。
麒麟魚(yú)的名字一語(yǔ)雙關(guān),既以發(fā)現(xiàn)地曲靖市麒麟?yún)^(qū)命名,也寓意它像傳說(shuō)中有龍頭、鹿角、麋身、牛尾的神獸——麒麟一樣,集多個(gè)類(lèi)群的特征于一身:其位于口部邊緣、與面部其他骨骼相接的邊緣頜骨足以將它明確無(wú)誤地歸入全頜盾皮魚(yú)類(lèi);其顱頂甲也與初始全頜魚(yú)相似,與原始節(jié)甲魚(yú)類(lèi)相去不遠(yuǎn),但長(zhǎng)方箱形的骨甲、多塊中背片和鰓蓋構(gòu)造卻與胴甲魚(yú)類(lèi)相似,真是一條“麒麟”怪魚(yú)。
這條“四不像”怪魚(yú)是中國(guó)志留紀(jì)特有全頜盾皮魚(yú)類(lèi)中的最新成員,它的頜骨顯示了從盾皮魚(yú)原頜狀態(tài)到硬骨魚(yú)全頜狀態(tài)的中間類(lèi)型,人類(lèi)的頜骨因此能夠一直追溯到最原始的有頜脊椎動(dòng)物。新發(fā)現(xiàn)改變了盾皮魚(yú)類(lèi)已經(jīng)滅絕的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),這個(gè)類(lèi)群成為理解脊椎動(dòng)物的身體結(jié)構(gòu)如何在久遠(yuǎn)的過(guò)去一步步演化而來(lái)的關(guān)鍵。
我們的耳朵是魚(yú)的嘴巴變成的?
在地質(zhì)萬(wàn)卷書(shū)中,保存了生命演化的珍貴信息。人類(lèi)面孔與頜骨演化之謎對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō),面部是至關(guān)重要的身體結(jié)構(gòu)區(qū)域,從生理上講,面部集中了對(duì)感覺(jué)、呼吸、攝食、交流至關(guān)重要的五官七竅。達(dá)爾文進(jìn)化論告訴我們,人類(lèi)和鳥(niǎo)、獸、魚(yú)有著共同的祖先,它們的面孔應(yīng)該可以追溯到一個(gè)共同的模式。
人的面部構(gòu)造似乎并不復(fù)雜,然而它是一系列曲折復(fù)雜的演化歷程的結(jié)果,化石證據(jù)可以幫助追溯面部主要骨骼的演化。然而人類(lèi)面孔具體如何演化而來(lái),還有許多未解開(kāi)的謎團(tuán),成為百年來(lái)相關(guān)領(lǐng)域研究者致力探索的課題。
比如鯊魚(yú)跟大多數(shù)魚(yú)不太一樣,鯊魚(yú)身上除了一些小的鱗片之外,沒(méi)有大片大片的骨頭,腦袋上沒(méi)有天靈蓋。化石發(fā)現(xiàn)結(jié)果證明,其實(shí)鯊魚(yú)的祖先有這種大片骨頭,只是后來(lái)在演化過(guò)程中這些骨骼退化了。人的下巴跟鯊魚(yú)下巴的骨頭雖然功能相似,但來(lái)源完全不同。人的上下頜骨跟魚(yú)嘴巴周?chē)镊[片是同源結(jié)構(gòu),而鯊魚(yú)的頜骨則“跑”到人類(lèi)耳朵里去了,相當(dāng)于我們的聽(tīng)小骨,變成了耳朵的部分。
人體很多缺陷其實(shí)是進(jìn)化的產(chǎn)物。比如說(shuō)男性因?yàn)槎瞧ど嫌幸粔K薄弱區(qū)域而特別容易得疝氣,如果完美設(shè)計(jì)的話(huà)不應(yīng)該出現(xiàn)這類(lèi)缺陷,但是放到漫長(zhǎng)的演化史上看,這些缺陷是來(lái)自很多過(guò)去祖先留下的遺跡的積累。比如說(shuō)人的豁嘴、兔唇的發(fā)育缺陷,實(shí)際上是魚(yú)類(lèi)登陸的過(guò)程中,鼻孔從嘴巴外面移動(dòng)到口腔內(nèi)部的關(guān)鍵環(huán)節(jié)留下的遺跡,這也是進(jìn)化的產(chǎn)物。所以你必須在進(jìn)化的框架下,去了解人體身體的結(jié)構(gòu),你才能更好的了解人類(lèi)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。
縱觀整個(gè)生命演化史,重大演化事件往往是飛躍式的,在地質(zhì)時(shí)間的尺度下轉(zhuǎn)瞬即逝,因而很難在化石記錄中保存下來(lái),造成生物種類(lèi)間大量的形態(tài)鴻溝和演化缺環(huán)。時(shí)代越是久遠(yuǎn),這些鴻溝和缺環(huán)就越大越多。偶爾,我們會(huì)幸運(yùn)地找到一些填補(bǔ)這些鴻溝和缺環(huán)的過(guò)渡化石,打開(kāi)了一扇扇難得的窗口一窺演化的奧妙。
專(zhuān)家介紹
朱敏教授來(lái)自中科院古脊椎動(dòng)物和古人類(lèi)研究所,主要從事早期脊椎動(dòng)物起源、演化及相關(guān)地層學(xué)、動(dòng)物地理學(xué)研究。近年來(lái),帶領(lǐng)課題組致力于對(duì)硬骨魚(yú)綱起源、早期演化以及魚(yú)類(lèi)登陸過(guò)程等的探索,并參與了對(duì)最早脊椎動(dòng)物化石的研究。在硬骨魚(yú)綱起源與早期演化、四足動(dòng)物起源、盔甲魚(yú)亞綱的形態(tài)學(xué)與系統(tǒng)學(xué)等研究項(xiàng)目上取得了多項(xiàng)突破性的進(jìn)展。
(責(zé)任編輯:時(shí)尚)
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