“上岸”之前，鱼鳍到四肢的进化之路

                                          研究人员对约3.75亿年前泥盆纪晚期的鱼类化石进行了研究，揭示了鱼鳍进化成适应陆上行走的四肢的过程。

提塔利克鱼（Tiktaalik roseae）鱼鳍骨骼的CT扫描图

芝加哥大学古生物学家使用CT扫描了岩石中的鳍条的形状和结构，首次构建了鱼鳍的完整3D数字模型，并推测了鱼鳍在进化成四肢过程中的作用和变化情况。最新研究结果发布于《美国国家科学院院刊》。

研究人员对鳍的研究主要集中在与人类上肢大臂、小臂、手掌和手指对应的大骨头及软骨上，这些“内骨骼”演变成了四足动物的手臂、大腿和手指。而鱼鳍上的鳍条和棘刺所构成的“皮质骨架”跟这些大骨头同样重要——它们也经历了类似的进化过程。

然而，这些细小结构经常被忽略掉了。皮质鳍条占鱼鳍表面积的比例很大，但在早期四足动物身上都无法观察到了。

博士后研究员Thomas Stewart博士说：“我们试图了解在四肢完全进化出来之前，这些皮质骨架的总体进化方向，这对于了解动物如何进化到使用鳍这段历史相当重要。”

提塔利克鱼兼具鱼和四足动物的特征。

Stewart和他的同事研究了泥盆纪晚期三种有四足动物体型特征的鱼：泰罗鱼（Sauripterus taylori），真掌鳍鱼（Eusthenopteron foordi）和提塔利克鱼（Tiktaalik roseae）。

泰罗鱼和真掌鳍鱼完全生活在水中，它们利用胸鳍来划水，并且能够在湖泊和溪流底部用鳍支撑起自己的躯干。而提塔利克鱼的鳍则能够支起自身大部分重量，甚至有可能利用鳍冒险离开水面，在浅滩和泥滩上来一次短途旅行。

芝加哥大学古生物学家Neil Shubin博士说：“通过观察提塔利克鱼的整个鱼鳍，我们可以清楚地重现到它利用鳍上的掌状结构。”

研究人员利用CT扫描了化石标本，并利用成像软件重构了3D模型。他们发现，这些鳍条逐渐稀疏，鳍网整体的尺寸比它们的祖先小，鳍的顶部和底部变得不对称。

泰罗幼鱼的鱼鳍化石具有四足动物的原始特征。

Stewart说：“这让我们能进一步了解这些动物是如何从用鳍划水进化到在水底用鳍来支撑活动的。同时我们还比较了鲟鱼和肺鱼两个现存鱼种的皮质骨架，以理解在化石中观察到的这种模式。最后，我们发现鱼鳍的顶部和底部同样不对称，这表明这些差异在鱼类的进化过程中起到了更大的作用。这一部分研究数据证明这种模式不仅在化石中有记录，它对于现存鱼类也同样重要。”

◎编译 | 攀汗

◎审稿 | 阿淼

◎责编 | 雷鑫宇 

◎期刊来源：《美国国家科学院院刊》

◎期刊编号：0027-8424

◎原文链接：

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

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