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9个转折完成从鱼到人的进化(1)
http://www.100md.com 2015年11月1日 《百科知识》 2015年第21期
9个转折完成从鱼到人的进化
9个转折完成从鱼到人的进化

     只要是华人,就都知道并会被《白蛇传》的凄美爱情故事打动,白蛇修炼了1000年才变为人与许仙结为夫妻。但是,可恶的法海和尚硬是活生生拆散了这对夫妻,把白蛇永镇在雷峰塔下。

    抛去神话传说的部分,从演化(进化)的历程和本质来看,人就是从动物演化而来。只不过,从低等动物到高等动物,再到灵长类动物,并从灵长类动物演化为人,经历了约5亿年,而且人是从鱼演化而来。显然,这一从鱼到人演化的科学结论比神话传说中的蛇修炼(进化)到人经历了更长的时间,如果以蛇这类爬行类动物演化到人的时间来计算,没有5亿年那么长,也就是2~3亿年。

    过去,已经有不少论文和著作阐述了从鱼到人的漫长历程,现在另一本书《征程:从鱼到人的生命之旅》(以下简称《征程》)更是用9个大转折证明人是从鱼进化而来。

    从鱼到人的进化大致要经历下面的阶段:

    脊梁骨的起源
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    距今3亿多年前,有一群肉鳍鱼类偶然爬上陆地,演化成像大鲵一样的古代两栖类;在石炭纪末,某支古代两栖类又演化出爬行动物;在距今2亿多年前爬行类中的一支成功演

    化出像老鼠一样的哺乳类祖先;约6500万年前,白垩纪恐龙灭绝后,哺乳类动物中的一支演化成猿;距今约600万~700万年前,终于演化出了人类。

    从鱼到人的历程要经过9个大事件,或9个精彩的转折,第一个大转折就是脊梁骨的起源。在现代人类和多数脊椎动物中,每个脊椎都由两部分组成:椎体和神经弓。研究人员在中国云南澄江的古生物群(距今5.7亿年)发现的化石表明,盲鳗和七鳃鳗是最原始的现生脊椎动物,它们还没有椎体,只有一个柱状的、被称为脊索的结构支撑身体。

    化石显示,发育完全的骨质脊椎是在志留纪的时候从两个关系密切的类群中独立演化而来,即辐鳍鱼类(包括多数现生鱼类)和肉鳍鱼类(包括肺鱼和总鳍鱼),它们具有包含真正骨质的脊椎。辐鳍鱼类和肉鳍鱼类又是从盲鳗和七鳃鳗,经历盔甲鱼类、有颌鱼类、各种盾皮鱼类、软骨鱼类、硬骨鱼类演化而来。
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    颌骨的出现

    演化上的第二个大转折是脊椎动物颌骨的出现。直到志留纪之前,脊椎动物还没有演化出“颌”。到了志留纪,在中国云南曲靖距今4.23亿年的潇湘动物群中发现了世界上独一无二的有颌脊椎动物化石。其中,一种被命名为钝齿宏颌鱼的硬骨鱼,是目前为止志留纪最大的脊椎动物。钝齿宏颌鱼属原始肉鳍鱼类,体长可达1.2米,由于演化出了颌和牙,其牙齿适应捕食带硬壳的猎物,可能在食物链中占据较高的位置。

    颌的作用不只是捕食,如咬穿猎物喉咙、切碎研磨植物、从海水中过滤藻类等,同时可用来啃咬和反抗捕食者。这也让有颌鱼类向前演化拥有了更好的基石。

    鱼儿离开水

    演化上的第三个大转折是鱼儿离开水。中国的俗语称,鱼儿离不开水,指的是到了陌生环境的人无法生存。但是,在演化史上,到了泥盆纪,陆陆续续有一些鱼类尝试着离开水到另一个世界——陆地去求生。不过,唯一真正适应和征服了陆地环境的,只有肉鳍鱼类。因为,它们在寻觅新大陆时做好了准备,拥有了强健有力的“肉质的鳍”和能够呼吸空气的肺。例如,早期的弹涂鱼具有在陆地上呼吸的一定能力,并且能用胸鳍支撑身体在陆地上移动。
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    但是,早期的四足动物——肉鳍鱼类的四肢很可能更多的是用于游泳而不是行走。在宁夏中宁县石峡沟发现了距今约3.55亿年泥盆纪时期的中国螈化石后,研究人员才确信,这是即将离开水的奇怪鱼类。这一成果也由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏博士、赵文金博士与英国自然博物馆阿尔伯格博士等人发表在2002年12月出版的英国《自然》杂志上。

    先有蛋后有鸡

    演化上的第四个大转折是先有蛋后有鸡。先有蛋还是先有鸡的争论一直困扰着人们,然而从鱼到人的演化证实,先有蛋后有鸡一点没错。四足动物诞生于泥盆纪晚期,到了石炭纪早期的中段,它们中的一些已经能在陆地上自如行走了,但是,它们繁衍仍需回到水中,或至少是在潮湿的环境,因为四足动物产下的是有胶质“外衣”的软卵,没有真正硬的外壳,不能保护卵,所以需要把卵产在水中或潮湿的环境。为了适应陆地的繁衍,登陆的四足动物演化出了以“羊膜卵”来繁衍后代,这种卵被包裹在4层膜结构的襁褓中,包括卵黄囊、尿囊、绒毛膜和羊膜,从而能保护卵。
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    化石记录中最早的羊膜卵属于蜥脚型恐龙,在三叠纪、侏罗纪交界时期的阿根廷、南非和中国都发现了羊膜卵。三叠纪晚期的恐龙化石见于云南的禄丰盆地等极少数地区,侏罗纪时期的恐龙化石在四川、云南和贵州都有发现,白垩纪时期的恐龙化石则多出现于中国北方的内蒙古、黑龙江和山东等地。在位于贵州西南部关岭县新铺乡的关岭生物群(形成于距

    今约2.2亿年的晚三叠纪时期),就有鱼龙、海龙和楯齿龙。

    这些恐龙的蛋就是羊膜卵的一种,人们每天早上吃的鸡蛋也属于羊膜卵的一种,而乌龟、蛇和鳄鱼等爬行动物的蛋也都属于羊膜卵。从演化过程看,羊膜卵的出现远早于任何一种像鸡的动物的出现。但是,和硬壳的鸡蛋不同的是,早期羊膜卵的卵壳大概是革质的。

    重返海洋

    演化上的第五个大转折是重返海洋。在演化的历史上,羊膜动物从海洋到达陆地,但后来,又有很多羊膜动物部分或完全转变为海生的生活方式,反演了早期四足动物逐渐向陆地演化的历史,也多多少少证实了美国科学家查尔斯·达文波特提出的一个观点,即人类存在一个“爱海基因”,尽管在人类中没有获得验证,但在羊膜动物的进化中存在这种现象。最先回到海洋中的羊膜动物是中龙,它们生活在二叠纪早期,属于一个被称为“副爬行动物”的爬行动物支系,其中的大部分成员都是陆生动物。, http://www.100md.com(杨欣)
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