【環(huán)球時快訊】鰭、翅膀和四肢的差別，比看上去更小

鳥兒撲棱著翅膀在空中飛翔，魚兒搖擺著鰭在水中游動，而我們?nèi)祟惷刻於家酶觳埠碗p腿完成各種動作。估計沒有人會將人的胳膊和雙腿，跟魚鰭、牛蹄或鳥的翅膀混為一談，因為它們看上去差別太大了。

然而，如果你有一雙透視眼，能看到皮毛和血肉之下的骨骼，你就會驚訝地發(fā)現(xiàn)：它們的骨骼結(jié)構(gòu)竟然如此相似！這是為什么呢？因為魚、牛、鳥等動物雖然外觀迥異，但它們都是脊椎動物。我們?nèi)祟愐彩羌棺祫游铮幻愕暮蟊常械哪歉穷^就是由脊椎骨組成的脊柱。魚、牛、鳥和我們?nèi)祟惗计鹪醋酝粋€祖先。故事要從很久很久以前說起……

從海洋到陸地

(相關資料圖)

在距今約5.3億年前的寒武紀，地球上忽然涌現(xiàn)了各種各樣的動物，這就是著名的“寒武紀生命大爆發(fā)”。就是在這段時間內(nèi)，海洋里的一種蠕蟲發(fā)育出了一條貫穿背部的中樞神經(jīng)。從此，脊椎動物登上了生命演化的舞臺，而這種蠕蟲就是所有脊椎動物的共同祖先。

當然，從蠕蟲到人類要經(jīng)歷漫長的演化過程。最早出現(xiàn)的是魚類，接著是更多種類的魚。到了約4億年前，海洋中遍布著兩大類硬骨魚——輻鰭魚類和肉鰭魚類。前者的家族不斷壯大，逐漸“征服”了江河湖海，我們?nèi)缃癯Ｒ姷孽庺~、鯽魚、鱸魚等都屬于輻鰭魚類。而后者則開辟了另一番天地。

隨著時間的推移，有一種肉鰭魚演化出了由一根大骨頭和幾根小骨頭組成的鰭。后來，一些肉鰭魚發(fā)育出更強壯的鰭，它們在鰭的幫助下踏足海洋與陸地的交界地帶，甚至在陸地上爬行。

登上陸地使它們得以躲避海洋中的大型捕食者，而且它們發(fā)現(xiàn)，陸地上到處都是美味的蟲子，生活既安全又富足。于是，它們待在水里的時間變得越來越少了。漸漸地，它們的鰭演化成了四肢，它們還發(fā)育出了踝關節(jié)和腕關節(jié)，它們變得更擅長行走，反而不太擅長游泳了。終于，它們演化成了一種新的動物——四足動物。

最早的四足動物長得很像大型蠑螈，其行走方式與海豹很像：用前肢撐地，身體一拱一拱地前進。兩棲動物（如青蛙）、爬行動物（如蜥蜴、恐龍）、鳥類和哺乳動物（如我們?nèi)祟悾€有鯨、海豚等海洋哺乳動物）這些長著四肢或翅膀的動物，都是從四足動物演化而來的。甚至連蛇這種沒有腿的動物也屬于四足動物家族，因為蛇是在后來的演化過程中才失去腿腳的。

不同的外表，相同的骨頭

天上的鳥兒長著羽毛，地上的牛羊長著毛發(fā)，水中的海豚卻全身光滑。它們長得如此不同，為什么會來自同一個祖先呢？這是生物演化的結(jié)果。

我們?nèi)缃窨吹降母鞣N生物，都經(jīng)歷了漫長的演化過程。生物在一代代的繁衍中會發(fā)生一些自然變異，產(chǎn)生一些新的特征，比如，有的毛發(fā)更少，有的腿更長。如果新特征能幫助它們更好地適應環(huán)境，擁有這種特征的個體就能更好地生存下來，生育更多后代，并通過遺傳讓這些特征保留下來。經(jīng)過數(shù)百萬年，生活在不同環(huán)境中的生物就有了不同的面貌。

比如，一些四足動物演化出了更長的四肢，“大長腿”讓它們更擅長奔跑；再后來，它們還演化出了堅硬的蹄子，從而跑得更快了——最終，它們演化成了馬。再如，一些四足動物演化出了較長的前肢，“長胳膊”又漸漸演化成了覆蓋著羽毛的翅膀——它們演化成了鳥類。又如，一些四足動物演化出了爪子，而一些有爪動物又演化出了用手制造工具的能力——這就是靈長類動物。

為了在不同的環(huán)境中生存繁衍，四足動物的后代走上了不同的演化之路。但在身體內(nèi)部，它們又都保持著相似的骨骼結(jié)構(gòu)。科學家正是通過隱藏在化石中的骨骼證據(jù)，發(fā)現(xiàn)了動物間的親緣關系。

長著“四肢”的魚

四足動物竟然都是肉鰭魚類的后代，這聽起來太不可思議了。這種觀點有證據(jù)嗎？當然有，證據(jù)就是一堆“骨頭”——一種長著“四肢”的魚的化石。

2004年，美國古生物學家尼爾·舒賓帶領一個研究小組來到位于北極圈內(nèi)的加拿大努納武特地區(qū)。他們此行的目的是尋找化石證據(jù)，從而了解肉鰭魚類是如何離開海洋，開始陸地生活的。

功夫不負有心人，舒賓的團隊有了驚人的發(fā)現(xiàn)：他們找到了一塊有3.75億年歷史的動物化石，這種動物同時具有魚類和兩棲動物的特征，它們的“鰭”擁有雖然原始、但功能相當于四肢的腕骨和趾頭。這塊化石證明了四足動物的祖先來自史前海洋。舒賓將這種新發(fā)現(xiàn)的物種命名為提塔利克魚。現(xiàn)在，科學家認為，提塔利克魚是介于魚類和早期四足動物之間的物種，或者說，它們就是最早登上陸地的海洋生物之一。

本文來自《科學畫報》

標簽： 四足動物 脊椎動物 肉鰭魚類 輻鰭魚類 兩棲動物