王原:“从鱼到人”演化中的九个精彩转折

摘要:脊椎动物的演化中发生了很多的复杂事件看,但某些事件是非常关键的点,它改变了脊椎动物演化的方向。在五亿三千万年的演化历史中,有九个重要的演化事件:第一,脊椎骨、脊梁骨的起源;第二,颌骨的出现;第三个由水登陆;第四,先有鸡还是先有蛋?第五,重返海洋;第六条,哺乳动物的兴起;第七,飞上蓝天;第八,羽毛的产生;第九,人类的黎明。

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王原 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员,中国古动物馆馆长

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下面我们分析脊椎动物从鱼到人的演化历史。最早的鱼出现在寒武纪,最早的两栖动物出现在泥盆纪(距今三亿多年前),最早的爬行动物是出现在石炭纪,最早的哺乳动物在三叠纪,鸟类是在侏罗纪出现的,而人类是在新近纪出现的,非常晚。这就是从鱼到人的历史,也是脊椎动物的演化历史,大家一定要记住,时间跨度是五亿三千万年。寒武纪是五亿四千万年开始的,所以大概寒武纪起始不久,世界上出现了第一条鱼。

今天我给大家简单讲述从鱼到人的九个演化事件,然后在十五个中国的典型古脊椎动物群当中挑选出三个给大家做一个展示。演化事件,我们用的词叫Key Transitions,也可以翻译成“关键转折点”。也就是说,脊椎动物的演化其实发生了很多复杂的事件,有些事件我们认为是非常关键的点,改变了脊椎动物演化的方向。并且这个事件的发生是有偶然性的,比如长羽毛的鸟类的出现,其实是有很多偶然因素的。鸟类的羽毛最初产生的时候,不是为了飞行,而是为了保暖。这九个重要的事件,在过去应该算是被埋没在诸多学术论文当中,没有进行整体的梳理。

第一脊梁骨的起源毫无疑问,开始出现脊梁骨才能有脊椎动物。在脊椎动物漫长的演化历史中,脊椎的出现堪称是第一个里程碑式的重大事件。世界上已知最古老的脊椎动物是生活在五亿多年前寒武纪早期的一种鱼,名字叫海口鱼。为什么叫海口鱼呢?因为它发现于云南昆明市的海口镇。昆明附近有一个抚仙湖,就是在抚仙湖旁边山上的地层里发现了五亿多年前的这条鱼。

研究化石一定要研究现生的,在现生的脊椎动物中,最原始的类型是什么呢?一个叫做七鳃鳗,一个叫盲鳗,这两个都是现生的,到现在还有,海里和淡水里都有。这些现生的原始脊椎动物中,已经开始有了软骨的脊椎结构。人的身上有206块骨头,都是硬骨,脊椎是硬骨,但是也有一些软骨,软骨就说明它没有骨化,还是一种非常原始的状态。最早的脊椎动物化石就是海口鱼,有多大呢?三四厘米长,你们去参观古动物馆的话,在第一个展柜“澄江生物群”,就会看到这条鱼。从脊椎动物开始出现了内骨骼,使它们的身体更加坚硬,也更加灵活。所以不要小看这样一条小鱼,我们的老祖宗就是这么大。

在这个时期还生活着很多奇怪的动物,有些动物现在还存在,比如的水母;有些动物现在已经没有了,比如三叶虫。还有一种动物叫怪诞虫,它怪诞到什么程度呢?刚发现的时候,科学家甚至都不知道哪个是它的后背,哪个是腹面,因为它全身上下长满了长刺,太怪异了。

海口鱼非常顽强,只有三四厘米的小鱼,在危机四伏的海洋中,它坚韧的内骨骼、灵活的身体,使得它能够生存下来。如果它要没生存下来,也就没有脊椎动物这一支了。

第二,颌的出现。我划了一个阶段,4.6亿年前到4.3亿年前,因为我们现有的化石证据,只能证明是这么一个阶段,在这个阶段里演化出来了颌。海口鱼没有颌。颌出现之前,鱼实际上都没有颌,仅有一个吸盘状的嘴,和现在灵活的嘴完全不一样。颌的出现标志着脊椎动物从被动的滤食性生活,开始向主动的捕食性生活演化。当然,圆盘状的嘴也有一定的主动性,但是这种主动的能力弱得多。最早的代表是曙鱼,曙鱼还不算有颌的脊椎动物,但是它的脑颅结构已经开始向有颌类动物演化了,它的腮功也开始往颌的方向演化。

我们看一看七鳃鳗,它嘴很吓人,被称作“水中吸血鬼”。它有什么特点呢?它虽然没有上下颌,但是它可以吸在一条鱼的身上,用很多小牙去吸食其他鱼的血肉,有的甚至能钻到寄主的身体里面去。它属于无颌鱼类。

责任编辑:马中豪校对:叶其英最后修改:
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