“人類從哪裡來?現在在哪裡?到哪裡去?”一直是人們永恒的話題。頂級刊物《科學》在125周年的時候,提出125個重大問題。其中包括魚類的鳍是怎樣适應陸地的?魚類是怎樣完成從鰓到肺的呼吸改變?魚類最終又是怎樣發育進化成人類的?
魚類憑借什麼爬上陸地?人類是由猿人進化而成的,但是這個過程并不是一蹴而就的。而地球上最早的簡單生命并非在陸地而是誕生于深海,這便讓科學家開始懷疑我們究竟從何而來?我們的祖先又是從何而來?
達爾文的進化告訴我們現存的物種都是經過基因突變,适應環境等一類系列漫長變化,從單一物種分化而來。如果要往前追溯各個物種都會有一個共同的祖先,甚至在生命起源時期所有的物種都擁有一個共同的祖先。
現代科學認為地球上最簡單的單細胞生物發源于海洋熱噴口附近,或者是火山熱泉附近。因此我們現在看到的物種基因都極其的相似。這也更加證明了在生命早期,所有的生物起源于同一種動物。
例如老鼠和人類的基因相似度竟然達到85%
古生物學家還發現了更多有關進化的例子。其中最著名的是在2006年發現的一種名為Tiktaalik的古老魚類,這種魚最早出現于3.75億年前, 這種古老的魚類為早期魚類登上陸地起到了裡程碑的見證作用,更為人類祖先的起源提供了有力證明。
Tiktaalik(提塔利克魚)生存于泥盆紀晚期,被認為是人類的祖先,也是海洋中最早登上陸地的生物之一
這個時候我們可能要問了,這時魚類在在海洋裡已經存在了4億年,他們怎麼會走上陸地這條漫長的進化之路呢?
答案隻有一個,那就是地球環境的劇烈變化。來到泥盆紀的時候,地球上出現了大面積的幹旱,許多河流斷流,近海的地方開始慢慢幹涸,面對突如其來的惡劣環境,大部分魚類被活活渴死,隻有少部分在不斷的掙紮與鬥争中,開始掌握了陸地呼吸的方法, 并且适應了用魚鳍在陸地爬行。
魚類成為人經曆了怎樣的變化?實際上生命的演化曆程中間,存在着許許多多的未解之謎。最早的魚類出現在5億年前的寒武紀晚期,當時地球上的高等動物全部生活在海洋裡。陸地上則是一派荒涼的景象,漫天黃沙,沒有茵茵樹木,更沒有生命存在的迹象。
魚石螈是已知最古老的陸生脊椎動物之一,它是魚類向兩栖類的過渡生物類型。
随着生存環境的變化,大約在4億年左右,魚類登上了陸地演變成兩栖動物,然後變成爬行類,爬行類變成哺乳動物,最終演變成人類。
魚類要登上陸地,其實并不簡單。因為很多身體結構都要發生改變才能更好的适應環境。首先呼吸系統要發生改變,因為在水裡魚類通過鰓進行呼吸,但是上了陸地就意味着必須使用肺部呼吸。還有離開水面後,原有的浮力會消失,迎接他們的是陸地上沉重的引力,為了克服重力的影響,他們必須手腳強壯,通過肩帶和腰帶進行支撐,因此整個身體結構會發生重大改變。
擁有更加發達的足部力量
講到這裡,這裡就要談到肉鳍魚了。在距今三四億年前的泥盆紀,古代魚類已發展出四大類:無颌類、盾皮類、軟骨魚類、及硬骨魚類。硬骨魚類就包含了我們的常見食用魚輻鳍魚和被認為是早期人類祖先的肉鳍魚。
從距今3.75億年的化石上可以發現,與我們平時見到的魚鳍不同,肉鳍魚的魚鳍上有一根突出的軸骨,這為他們登上陸地,以及足部的漫長進化提供了基礎。
左邊為輻鳍魚,右邊為肉鳍魚,我們平時吃的魚大多都是輻鳍魚
這樣的鳍部構造為肉鳍魚登陸陸地提供了可能。而且為了能夠在陸地長期生活,它們還要盡可能多的利用陸地上的氧氣,而這一需求最後就反映到了魚鳔上,進化出了“肺”。使肉鳍魚成為能夠往返海洋與陸地的第一個兩栖生物。
而在此之後,有一部分兩栖生物“決定”長久生活于陸地。脫離了水中的生活成為了爬行動物,笨拙的魚鳍也逐漸變成靈巧的四肢,為了更好适應陸地的生存又逐漸演化成為早期哺乳動物。
那麼魚類是從哪裡登上陸地的呢?追溯最早的肉鳍魚的演化曆史,大約是在4億年前的中國雲南曲靖。這裡是肉鳍魚類的故鄉,魚類進化成人的美麗曆程就開始于這裡。我們現在看到的地球和當時的生存環境完全不同。包括處于中國溫帶的南方、北方,當時全都在赤道上。深水避風的海灣的環境,使雲南曲靖成為孕育最早向陸地進發的魚類的故鄉。
志留紀到泥盆紀時期的中國南方是在赤道附近孤獨漂泊的小洲。在遙遠的魚類時代,這裡已經初具生機盎然的景象:珊瑚和腕足動物在近海礁石下繁衍生息,為魚類提供了藏身之所;成群的小醜魚在柔軟的藻群裡尋找着食物;兇猛的大白鲨在暗處不懷好意的潛伏着……千萬年的時間裡,無數魚類曾在這裡生長、繁衍、死去,遺體沉入水底,為無數生物提供了養料,而少數的幸運地變成了化石。
彈塗魚保留了鰓的功能,并且憑借皮膚和口腔黏膜汲取氧氣
4億多年時光過去了,海陸變遷更叠。古老的海底泥沙經過漫長的演化,鑄就了海底豐富多樣的地層,橫跨志留紀、泥盆紀的曆史沉積也在這裡漸漸浮出水面。直至今日,我們仍能在這裡發現早期魚類的蹤迹。
在人類探索自身起源漫長過程中,不斷填補遺留下的鴻溝和缺環的過渡化石,不斷在一個個重大事件中探尋生命起源的密碼。相信在未來,人們終能在我們祖先的艱難演化曆程中找尋到生存的真谛。
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