在大灭绝期间繁盛的“活化石”

大约 4 亿年前,随着地球的震动,腔棘鱼迅速进化。
an illustration of a long gray coelacanth swimming in its native habitat
一张描绘恩加姆加维·维林加里腔棘鱼(Ngamugawi wirngarri coelacanth)在其自然栖息地的插画。 插画:Katrina Kenny(由弗林德斯大学提供)

古生物学家最近发现了一种新的已灭绝腔棘鱼物种,该物种突显了地球 板块构造 在进化中所起的作用。腔棘鱼,也称为拉蒂迈拉鱼(Latimeria),是当今发现于东非和印度尼西亚沿海的一种深海鱼。

这种新的“保存异常完好”的 古老而原始的腔棘鱼 与地球地壳活跃运动的时期有关,这可能迅速加快了这种鱼的 进化 速度。恩加姆加维·维林加里Ngamugawi wirngarri)也有助于填补其最早形态与其更进化体型之间的重要过渡。研究结果刊登在 9 月 12 日发表于《自然通讯》杂志上的一项研究中。

“我们的分析发现,构造板块活动对腔棘鱼的进化速率产生了深远影响,”澳大利亚弗林德斯大学的一项研究合著者、进化生物学家和古生物学家 Alice Clement 在一份声明中 表示。“也就是说,在构造活动加剧的时期,随着新栖息地的形成和分裂,新的腔棘鱼物种更有可能进化出来。”

[相关:我们四足祖先从海洋走向陆地的进化速度惊人。]

什么是泥盆纪大灭绝?

板块构造 似乎在地球物种的进化方式中起着关键作用,就像气候变化或小行星撞击等事件一样。这种指向地球历史上这个动荡时期的新的恩加姆加维·维林加里Ngamugawi wirngarri)化石在 澳大利亚西部戈戈地层 中被发现。该地层包含许多在 泥盆纪灭绝事件 中灭绝的物种化石,这些事件发生在大约 3.59 亿至 4.19 亿年前,主要影响了海洋生物

虽然科学家们尚不完全清楚导致泥盆纪灭绝的原因,但可能包括快速的 全球变暖或变冷、陨石撞击,或 大陆漂移和板块构造造成的过量养分径流。大约 70% 到 80% 的所有动物物种灭绝了,因此泥盆纪灭绝事件仍然是地球主要大灭绝事件中严重程度最低的一次。 

a fish skull fossil embedded in rock
2009 年,恩加姆加维·维林加里(Ngamugawi wirngarri)腔棘鱼的头骨骨骼在博物馆维多利亚州被酸蚀出岩石后的样子。 来源:J. Long(弗林德斯大学)

像这样的腔棘鱼化石很有用,因为 目前已知有两种腔棘鱼仍然存活。由于它们的年代久远和 与古代祖先的所谓相似性,它们被称为“活化石”。在过去的 4.1 亿年里,已发现了超过 175 种腔棘鱼

“[这些化石]为我们提供了对这个最终导致人类出现的谱系早期解剖学的一些深刻见解,”研究合著者、弗林德斯大学古生物学家 John Long 在一份声明中 表示。“35 多年来,我们在戈戈遗址发现了许多保存完好的三维鱼类化石,这些化石带来了许多重大发现,包括矿化的软组织以及脊椎动物复杂有性生殖的起源。”

腔棘鱼与人类

作为一种 肉鳍鱼,腔棘鱼鳍中的坚固骨骼在一定程度上与我们自己的手臂相似。它们也被认为比大多数其他鱼类更接近于肺鱼和拥有手臂和腿的脊椎动物,称为 四足动物

我们自身的一些解剖结构,包括颌骨和腔形心脏,其根源可以追溯到大约 5.4 亿至 3.5 亿年前的古生代早期。在 早期鱼类 中,颌骨、牙齿、成对的附肢、骨化的脑壳、插入式生殖器官、腔形心脏和成对的肺都在此时期出现。

[相关: 是的,人类仍在进化。]

Long 说:“戈戈地层位于西澳大利亚北部金伯利地区的 Gooniyandi 土地上,现在被干燥的岩石所覆盖,但在大约 3.8 亿年前,这里曾是一个古老的、拥有 50 多种鱼类的热带珊瑚礁。”

该团队 计算了腔棘鱼的进化速率。他们发现,自 恐龙 时代以来,腔棘鱼的进化速度已大大减缓,但有一些例外。在恐龙时代,腔棘鱼显著多样化,一些物种发展出了奇特的体型。 

然而,大约在 6600 万年前,它们神秘地从化石记录中消失了。这是在 白垩纪末期大灭绝 期间,这次大灭绝导致地球上约 75% 的生命灭绝,包括非鸟类恐龙。科学家们曾认为,腔棘鱼也是这次大灭绝事件的受害者。1938 年,一群在南非海岸捕鱼的人从海洋深处捞起了一条看起来很奇怪的大鱼,结果发现它是一条腔棘鱼。 

这种新发现的腔棘鱼化石物种正在填补一些重大的进化空白。
来源:Clement 等人 2024。弗林德斯大学

此后,它一直被誉为几乎没有变化,但这种新的化石物种正在挑战一种观点,即现存的腔棘鱼已经停止进化,并被冻结在时间里。 

“它们最早出现在地质记录中是在 4.1 亿多年前,在中国和澳大利亚等地发现了零散的化石。然而,大多数早期形态仍然知之甚少,这使得恩加姆加维·维林加里Ngamugawi wirngarri)成为已知最好的泥盆纪腔棘鱼,”研究合著者、魁北克大学里穆斯基分校的脊椎动物古生物学家 Richard Cloutier 在一份声明中 表示。“随着我们慢慢填补空白,我们可以开始理解拉蒂迈拉(Latimeria)这种通常被认为是‘活化石’的现存腔棘鱼物种是如何继续进化的,并且可能不配拥有如此神秘的称号。”

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .