矛尾鱼化石
这种鱼生活在距今3亿多年前,以至于早期的学者只能从化石中了解它们,但幸运的是在1938年12月,在非洲南部东海岸附近,却意外地捕获了一条还活着的矛尾鱼,特命名为“拉蒂迈鱼”。由于它的尾鳍中部突出呈矛状,通常叫做“矛尾鱼”。
拉蒂迈和矛尾鱼标本
这一发现在全世界轰动一时,因为现代矛尾鱼的捕获,不仅获得更充分的证据,证实过去根据化石资料,认为古代总鳍鱼演变成古两栖动物理论的正确,而且把过去认为总鳍鱼在距今7000万年前便已灭绝的说法打破了。
1982年,科摩罗政府还赠给我国一条浸制的拉蒂迈鱼标本,这件珍贵的标本现今保存在中国古动物馆一层脊椎动物陈列厅里,供游人参观。
矛尾鱼标本
矛尾鱼生活在90-200米的深海中,白天几乎在洞穴中躲藏,避开它的天敌鲨鱼。夜晚会在55米水深的地方觅食,主要猎食鱿鱼、乌贼、线鳗和其他深海鱼类。矛尾鱼的眼睛有反光膜及很多视杆细胞,就算在深水中视觉也很锐利,所以早期捕捉的样本都来自夜间。
矛尾鱼是卵胎生的,雌鱼每次会生5-25条幼鱼。幼鱼出生后就已经能够独立。它们的繁殖行为不详,但它们要到20岁才性成熟。妊娠期估计为13-15个月。根据其内耳石年轮估计,矛尾鱼的寿命为80-100岁。
腔棘目唯一存活物种——矛尾鱼
今天的腔棘鱼与它们 3 亿多年前祖先的化石骨骼非常相似。它们的基因组证实了许多研究人员长期以来的怀疑——腔棘鱼的基因比其他生物进化得更慢。我们经常谈论物种是如何随着时间而变化的,但地球上仍有一些地方的有机体不必改变,这就是其中之一;腔棘鱼可能非常适合这种特定的、不变的、极端的环境——深海。由于它们与数百万年前的化石相似,今天的腔棘鱼通常被称为“活化石”,但腔棘鱼并不是复活的过去遗物,它是一种生存、繁殖、但在数百万年中外观几乎没有变化的物种。
矛尾鱼
矛尾鱼的某些特征看起来和陆生的四足动物身上看见的特征非常相似,比如它长得很像脚的鳍;当然这种鳍也在另一种特征奇特的鱼——肺鱼身上存在。科学家在对这两种鱼基因的研究过程中发现,肺鱼与20多种陆生脊椎动物更接近一些,但是一个很大的难题在于基因的数量,矛尾鱼只有近30亿个“DNA”字母,而肺鱼有近1000亿个。
矛尾鱼的基因组长度和人类更接近,所以我们只需要通过观察脊椎动物登陆陆地时丢失了哪些基因,以及获得了哪些调控元件——基因组中控制基因在何处、何时以及何种程度的活跃程度——获得了哪些基因。
研究人员还真发现了一些不同寻常的地方:
嗅觉 研究小组发现,许多监管变化影响了涉及嗅觉和检测空气气味的基因。他们假设,随着生物从海洋迁移到陆地,他们需要新的方法来检测周围环境中的化学物质。
免疫 当研究人员将腔棘鱼基因组与陆地动物的基因组进行比较时,他们发现了大量与免疫相关的调节变化。他们假设这些变化可能是对陆地上遇到的新病原体的反应的一部分。
进化发展 研究人员发现了几个可能被“进化招募”以形成四足创新的关键遗传区域,如四肢、手指和脚趾,以及哺乳动物胎盘。其中一个区域,称为 HoxD,含有一个特定的序列,该序列在腔棘鱼和四足动物之间共享。腔棘鱼的这个序列很可能被四足动物用来帮助形成手和脚。
尿素循环 鱼通过将氨排泄到水中来去除氮,但人类和其他陆地动物使用尿素循环迅速将氨转化为毒性较小的尿素。研究人员发现,参与该循环的最重要基因已在四足动物中进行了修饰。
矛尾鱼可以告诉我们关于包括人类在内的陆地脊椎动物出现的许多分析的开始,并且结合现代经验方法,可以深入了解促成重大进化创新的机制。
矛尾鱼标本
由于许多原因,对完整的矛尾鱼基因组进行测序具有独特的挑战性。腔棘鱼是一种濒临灭绝的物种,这意味着可用于研究的样本几乎不存在。
所以通过这样的解释,不知道大家对于“人是由鱼进化而来”这句话是否有了新的认知,欢迎评论区留言探讨。
本文引用的论文:Amemiya,CT 等。非洲腔棘鱼基因组提供了对四足动物进化的见解 Nature DOI: 10.1038/nature12027返回搜狐,查看更多