再比如鄧氏魚,也叫“恐魚”。大家聽說過恐龍,而這條魚叫“恐魚”,可以想象它有多大。有多大呢?十米。這種魚長著一個大鍘刀一樣的嘴巴,生活在三億六千萬年前的泥盆紀的時期。這么大的魚它吃什么呢?吃鯊魚,那時候的鯊魚也就一到兩米長,并不大。
還有一類魚叫“全頜魚”,它為什么叫全頜魚?媒體上有一個宣傳,叫做“古魚展新臉”,就是說,一條四億多年前的古魚,它的面顱結(jié)構(gòu)已經(jīng)和人類的面顱結(jié)構(gòu)是一樣的了,所以叫“全頜”。
頜到底有什么用?第一,取食;第二,反抗;第三,(與同類)競爭;第四,交流。沒有頜,發(fā)音會出問題,所以頜的交流功能也很重要。美國著名古魚類學家約翰•梅茲(John Maisey)在《發(fā)現(xiàn)魚化石》一書中寫過這么一段話:“如果沒有頜,生命將真的是不可想象:沒有它,巨大的噬人鯊、兇殘的恐龍、猙獰的劍齒虎、喋喋不休的人類都,將一無是處。頜的起源可能是脊椎動物進化史上最為重要和意義深遠的一次演化事件。”這就是第二個演化事件。
第三,由水登陸。這個事件發(fā)生在三億多年前。之前所有脊椎動物都生活在水里,大多數(shù)生活在海洋里,個別進入到了陸地的淡水環(huán)境,但是沒有一個登上陸地的。那個時候陸地上只有植物和一些昆蟲、節(jié)肢動物,蠕蟲已經(jīng)登上陸地了,所以也是生機勃勃的情景。當然,和現(xiàn)在陸地生機勃勃的面貌是完全不一樣。生活在距今三億多年前的魚石螈是最早登陸的脊椎動物。它們擁有了具趾的四肢,替代了魚類的魚鰭。這表明脊椎動物終于可以逐漸擺脫對水的依賴,一舉攻占陸地,從而極大地擴展了脊椎動物的生存空間。
從水里到陸地上,看起來似乎很容易,但是脊椎動物的身體結(jié)構(gòu)卻發(fā)生了很大的變化。首先,它從原來在水里用腮呼吸,變成了用肺呼吸;另外,它的魚鰭也要變成四肢才能爬上去??赡苣銈儠⒁獾?,我說的是“變成”。實際上,“變”發(fā)生在爬之前。在爬之前,這些特征已經(jīng)演化出來了,然后它們發(fā)現(xiàn),這種長了胳膊和腿的狀態(tài),不但能在水里頭游,還能爬到陸地上去,這是一種預適應現(xiàn)象。在生命的演化中,有很多的預適應現(xiàn)象,預適應也顯示了生命演化的偶然性。我舉一個例子,四肢的出現(xiàn)就是一個偶然事件。一開始的時候,可能是某一條魚的基因發(fā)生了突變,它的魚鰭里頭長了骨頭,魚鰭不再是一個簡單的鰭條支撐的了。之后,由于在泥盆紀的時候,造山運動頻繁,海陸變遷,好多水域環(huán)境就變成了陸地環(huán)境;可能還有一個原因是那時候植物非常繁盛,大量死亡的植物到了水里之后,會造成水域的缺氧,致使水里的這些生命很難受,它們就想到陸地上去看看。有了強壯的四肢,它們就能走上陸地,去拓展(生存)空間,這就是其中一個預適應。另一個預適應是羽毛,羽毛剛出現(xiàn)的時候,不是為了飛行。絲狀的羽毛跟哺乳動物的毛發(fā)的功能一樣,是為了保暖。之后,這種絲狀羽毛開始發(fā)生一些變化,最后演化出了片狀羽毛。所以,預適應顯示了生命進化中的偶然性。由于環(huán)境發(fā)生的某些變化,使它發(fā)現(xiàn)這個東西的其他功能。
真掌鰭魚,也就是四肢動物的祖先,它是由肉鰭魚演化而來的。魚石螈是早期的四肢動物,它大多數(shù)時間還是在水里的。為什么呢?因為它的四肢剛剛演化出來,還不是非常強壯。我在為學生講解這一段的時候,會給他們做一個演示,就是我開始跑,還沒有長出胳膊腿的時候,就能大步邁開快速奔跑。它主要的運動方式和現(xiàn)在的灘涂魚很像,拖著的身體往前走。這種運動方式在陸地上是相對笨拙的,但是,慢慢地,它功能強了、結(jié)構(gòu)強了,開始成為真正能夠控制陸地的動物。
現(xiàn)生的過渡型生物是肉鰭魚,最大的特點是肉質(zhì)的鰭,這種肉質(zhì)的鰭以后會演化成脊椎動物的四肢:胸鰭會演化成胳膊,腹鰭演化成腿。三億多年前的肉鰭魚如果有三對成對的鰭,我們現(xiàn)在的人會長成什么樣?在腰這兒還會長出一只胳膊來。生命的演化就是在原有的基礎(chǔ)上不斷地改進,然后適應不同的環(huán)境,所以它成對的鰭只有兩對。這種魚生活在印度洋,現(xiàn)生魚,也是一種活化石,它和它三億多年前的祖先的形態(tài)沒有太大的差別,也是非常珍貴的魚。
第四,羊膜卵的出現(xiàn)。先有雞還是先有蛋?這是一個非常有趣的問題,古生物學界是有答案的。我們認為,蛋就是羊膜卵。青蛙的卵和魚卵很像,都是一粒一粒的小胚胎,外面有一個膠囊的東西,沒有殼。雞蛋就不一樣了,有卵黃嚢(蛋黃),還有一個膜保護著小胚胎,這就是羊膜。雞蛋有好多層,外面有一個大硬殼,里頭還有絨毛膜、絨毛囊、羊膜等,每一個囊實際上都是有膜保護的。所以,是有一個非常復雜的囊膜系統(tǒng)來保護著里頭的胚胎,為它提供營養(yǎng),防止它干燥,幫助呼吸和排泄。羊膜不是外面的蛋殼,是包在小胚胎外面的小羊膜。人類的胚胎也是包含、包裹在這個羊膜里的。所以羊膜破了,就是羊水破了,說明胚胎馬上就要生出來了。與青蛙卵相比,羊膜卵絕對是非常舒服的一個環(huán)境。那先有雞還是先有羊膜卵?羊膜動物是什么時候出現(xiàn)的?生活在石炭紀晚期的林蜥是世界已知最早的羊膜動物。林蜥化石是在加拿大被發(fā)現(xiàn)的。
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