鱼类幼体化石的发现挑战了长期以来被接受的脊椎动物起源假说

2021年03月11日 09:16 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,芝加哥大学、加拿大自然博物馆和奥尔巴尼博物馆的一项新研究挑战了一个长期以来的假说,即现代八目鳗的滤食性幼体是远古时代的遗留物,与包括所有活的脊椎动物的祖先相似。新的化石发现表明,远古八目鳗幼体更接近现代成年八目鳗,与现代幼体的同类完全不同。该成果于周三发表在《自然》杂志上。

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第一作者Tetsuto Miyashita博士说,八目鳗(一种不寻常的无颚,类似鳗鱼的生物)长期以来为脊椎动物的进化提供了见解,他曾是芝加哥大学的研究员,现在是加拿大自然博物馆的古生物学家。“八目鳗有一个荒谬的生命周期,”他说。“一旦孵化出来,幼体就会把自己埋在河床里,在最终蜕变成吸血的成体之前,它们会过滤进食。它们与成年八目鳗的区别很大,以至于科学家们原本以为它们是一群完全不同的鱼。”

“现代八目鳗幼体已被用作产生脊椎动物血统的祖先条件的模型,”Miyashita继续说道。"它们似乎足够原始,可与蠕虫类无脊椎动物相媲美,而且它们的特征符合脊椎动物祖先的首选叙述。但我们没有证据表明,这样的初级形态可以一直追溯到脊椎动物进化之初。"

在伊利诺伊州、南非和蒙大拿州新发现的化石正在改变这个故事。研究小组将数十种标本之间联系起来后意识到,古代八目鳗生命周期的不同阶段被保存下来,使古生物学家能够追踪它们从幼体到成体的成长过程。在一些最小的标本上,大约只有指甲大小,软组织保存甚至显示出卵黄囊的遗迹,表明化石记录在这些八目鳗孵化后不久就被捕获。

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最关键的是,这些幼体化石与现代的同类很不一样,反而更像现代的成年八目鳗,有大眼睛和有牙齿的吸盘嘴。最令人激动的是,这种表型可以在多个不同种类的古代八目鳗的幼体期看到。

“值得注意的是,我们已经得到了足够的标本,可以重建几个独立的早期八目鳗中从幼体到成体的轨迹,”芝加哥大学有机生物学和解剖学系教授Michael Coates,博士说,“它们都显示出相同的模式:幼体形态就像一个微型的成体。"”

研究人员表示,这些结果挑战了150年来的进化论,即现代八目鳗幼体提供了深层祖先脊椎动物条件的一瞥。通过证明古代八目鳗从未经历过在现代物种中看到的相同的过滤器进食阶段,研究人员已经“修改”了这种珍惜的祖先模型。

“我们基本上已经把八目鳗从脊椎动物祖先条件的位置上移开了,”Miyashita说。“所以现在我们需要一个替代方案。”

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在回顾了化石记录之后,该团队现在认为,被称为甲青鱼类的已灭绝的“骨甲鱼”可能反而代表了脊椎动物家族祖先的更好的候选者,而现代八目鳗幼体则是一种更近的创新。研究小组认为,滤食性幼体的进化可能使八目鳗得以在河流和湖泊中繁殖。新研究中报道的八目鳗化石都来自海洋沉积物,但现代八目鳗大多生活在淡水中。

研究人员表示,这是一种可以改写教科书的发现。“八目鳗并不像我们曾经认为的那样是游泳的时间胶囊,”Coates说。“对于理解脊椎动物多样性的深层历史来说,它们仍然是重要的、必不可少的,但我们也需要认识到,它们也有自己的进化和专业化。”

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