王原 中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員,中國(guó)古動(dòng)物館館長(zhǎng)
下面我們分析脊椎動(dòng)物從魚到人的演化歷史。最早的魚出現(xiàn)在寒武紀(jì),最早的兩棲動(dòng)物出現(xiàn)在泥盆紀(jì)(距今三億多年前),最早的爬行動(dòng)物是出現(xiàn)在石炭紀(jì),最早的哺乳動(dòng)物在三疊紀(jì),鳥類是在侏羅紀(jì)出現(xiàn)的,而人類是在新近紀(jì)出現(xiàn)的,非常晚。這就是從魚到人的歷史,也是脊椎動(dòng)物的演化歷史,大家一定要記住,時(shí)間跨度是五億三千萬(wàn)年。寒武紀(jì)是五億四千萬(wàn)年開始的,所以大概寒武紀(jì)起始不久,世界上出現(xiàn)了第一條魚。
今天我給大家簡(jiǎn)單講述從魚到人的九個(gè)演化事件,然后在十五個(gè)中國(guó)的典型古脊椎動(dòng)物群當(dāng)中挑選出三個(gè)給大家做一個(gè)展示。演化事件,我們用的詞叫Key Transitions,也可以翻譯成“關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)”。也就是說,脊椎動(dòng)物的演化其實(shí)發(fā)生了很多復(fù)雜的事件,有些事件我們認(rèn)為是非常關(guān)鍵的點(diǎn),改變了脊椎動(dòng)物演化的方向。并且這個(gè)事件的發(fā)生是有偶然性的,比如長(zhǎng)羽毛的鳥類的出現(xiàn),其實(shí)是有很多偶然因素的。鳥類的羽毛最初產(chǎn)生的時(shí)候,不是為了飛行,而是為了保暖。這九個(gè)重要的事件,在過去應(yīng)該算是被埋沒在諸多學(xué)術(shù)論文當(dāng)中,沒有進(jìn)行整體的梳理。
第一,脊梁骨的起源。毫無疑問,開始出現(xiàn)脊梁骨才能有脊椎動(dòng)物。在脊椎動(dòng)物漫長(zhǎng)的演化歷史中,脊椎的出現(xiàn)堪稱是第一個(gè)里程碑式的重大事件。世界上已知最古老的脊椎動(dòng)物是生活在五億多年前寒武紀(jì)早期的一種魚,名字叫??隰~。為什么叫??隰~呢?因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)于云南昆明市的??阪?zhèn)。昆明附近有一個(gè)撫仙湖,就是在撫仙湖旁邊山上的地層里發(fā)現(xiàn)了五億多年前的這條魚。
研究化石一定要研究現(xiàn)生的,在現(xiàn)生的脊椎動(dòng)物中,最原始的類型是什么呢?一個(gè)叫做七鰓鰻,一個(gè)叫盲鰻,這兩個(gè)都是現(xiàn)生的,到現(xiàn)在還有,海里和淡水里都有。這些現(xiàn)生的原始脊椎動(dòng)物中,已經(jīng)開始有了軟骨的脊椎結(jié)構(gòu)。人的身上有206塊骨頭,都是硬骨,脊椎是硬骨,但是也有一些軟骨,軟骨就說明它沒有骨化,還是一種非常原始的狀態(tài)。最早的脊椎動(dòng)物化石就是??隰~,有多大呢?三四厘米長(zhǎng),你們?nèi)⒂^古動(dòng)物館的話,在第一個(gè)展柜“澄江生物群”,就會(huì)看到這條魚。從脊椎動(dòng)物開始出現(xiàn)了內(nèi)骨骼,使它們的身體更加堅(jiān)硬,也更加靈活。所以不要小看這樣一條小魚,我們的老祖宗就是這么大。
在這個(gè)時(shí)期還生活著很多奇怪的動(dòng)物,有些動(dòng)物現(xiàn)在還存在,比如的水母;有些動(dòng)物現(xiàn)在已經(jīng)沒有了,比如三葉蟲。還有一種動(dòng)物叫怪誕蟲,它怪誕到什么程度呢?剛發(fā)現(xiàn)的時(shí)候,科學(xué)家甚至都不知道哪個(gè)是它的后背,哪個(gè)是腹面,因?yàn)樗砩舷麻L(zhǎng)滿了長(zhǎng)刺,太怪異了。
??隰~非常頑強(qiáng),只有三四厘米的小魚,在危機(jī)四伏的海洋中,它堅(jiān)韌的內(nèi)骨骼、靈活的身體,使得它能夠生存下來。如果它要沒生存下來,也就沒有脊椎動(dòng)物這一支了。
第二,頜的出現(xiàn)。我劃了一個(gè)階段,4.6億年前到4.3億年前,因?yàn)槲覀儸F(xiàn)有的化石證據(jù),只能證明是這么一個(gè)階段,在這個(gè)階段里演化出來了頜。海口魚沒有頜。頜出現(xiàn)之前,魚實(shí)際上都沒有頜,僅有一個(gè)吸盤狀的嘴,和現(xiàn)在靈活的嘴完全不一樣。頜的出現(xiàn)標(biāo)志著脊椎動(dòng)物從被動(dòng)的濾食性生活,開始向主動(dòng)的捕食性生活演化。當(dāng)然,圓盤狀的嘴也有一定的主動(dòng)性,但是這種主動(dòng)的能力弱得多。最早的代表是曙魚,曙魚還不算有頜的脊椎動(dòng)物,但是它的腦顱結(jié)構(gòu)已經(jīng)開始向有頜類動(dòng)物演化了,它的腮功也開始往頜的方向演化。
我們看一看七鰓鰻,它嘴很嚇人,被稱作“水中吸血鬼”。它有什么特點(diǎn)呢?它雖然沒有上下頜,但是它可以吸在一條魚的身上,用很多小牙去吸食其他魚的血肉,有的甚至能鉆到寄主的身體里面去。它屬于無頜魚類。
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