魚類演化的故事，遠(yuǎn)比你想象中精彩！

今天我們提到魚類，通常指的是那些鰓蓋可以活動，以魚鰾調(diào)節(jié)浮力的魚。它們在今天的魚類中占絕大多數(shù)。實(shí)際上，這只是魚類演化的一個分支，并且很可能是從淡水重返海洋的類群。下面，就讓我們追隨魚類演化的過程，重新回顧一下這個故事吧！

以不能咬開局

脊椎動物的祖先來自海洋，也許可以追溯到寒武紀(jì)時期的皮卡蟲。那是一些頭上頂著觸角，有點(diǎn)兒像鰻魚的小動物。在此之后相當(dāng)長的時間里，脊椎動物雖然有嘴巴，卻因?yàn)闆]有頜而無法做出咬的動作。嚴(yán)格來講，這些無頜的魚形動物不能算作魚類。今天，無頜類仍有一些孑遺，如七鰓鰻等。它們只能用嘴巴吸和刮取食物。在大約 4.6 億年前，脊椎動物才演化出頜。這是一個巨大的進(jìn)步，意味著脊椎動物在攝食和生存能力上有了巨大飛躍。無脊椎動物對脊椎動物的優(yōu)勢，開始慢慢被扭轉(zhuǎn)。

七鰓鰻

有頜的盾皮魚類的出現(xiàn)是一個重要的演化事件，也為后來泥盆紀(jì)魚類的大發(fā)展奠定了條件。讓我們先來說說盾皮魚吧。從這個名字來看，這類魚形動物的皮就挺硬的——具體來說，它們的頭和前半身有堅(jiān)硬的頭甲和軀甲，兩者通過關(guān)節(jié)相連。在相當(dāng)長的時間內(nèi)，人們都認(rèn)為整個盾皮魚類走進(jìn)了演化的死胡同，最終并無后代留存。

盾皮魚代表——鄧氏魚

然而，來自中國云南省曲靖地區(qū)的瀟湘動物群化石卻打破了這個觀念。2009 年，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員朱敏等人在《自然》雜志上報道了這里的早期硬骨魚——夢幻鬼魚，其背上還存留有類似盾皮魚的大型骨片。2013 年，朱敏等又報道了一種很奇怪的盾皮魚——初始全頜魚。初始全頜魚雖然具有盾皮魚的顱骨，但它的頜骨和硬骨魚非常相似。這些化石距今大約 4.2 億年或者再稍早一點(diǎn)兒，時間正好在輻鰭魚和肉鰭魚出現(xiàn)前夕。這兩種魚不僅彌補(bǔ)了頜在演化上缺失的一環(huán)，也把盾皮魚和硬骨魚在演化上聯(lián)系了起來。

初始全頜魚

盾皮魚在演化過程中產(chǎn)生了兩個分支：一支變成了棘魚類，并在此基礎(chǔ)上演化出了軟骨魚類，比如鯊魚。除了牙齒，軟骨魚類在演化過程中失去了骨骼沉積鈣質(zhì)的能力。當(dāng)然，這也帶來了相應(yīng)的好處——它們的身體變得更加柔韌、靈活，體重也因此得以減輕。另一支就是硬骨魚，它們在演化過程中還出現(xiàn)了一種新的成骨形式，也就是先形成軟骨，再硬化成硬骨。人類身體里的很多骨骼就是這樣形成的。

重返海洋與登上陸地

瀟湘動物群來自淺海，硬骨魚后來的關(guān)鍵演化事件在很大概率上發(fā)生在它們逆流而上、進(jìn)入淡水水系生活期間——大約在 4.18 億年前，硬骨魚再次形成了兩個主要分支：輻鰭魚和肉鰭魚。在魚類中占大多數(shù)的真骨魚類就屬于輻鰭魚。你經(jīng)常吃到的那些魚，不管是草魚、鯉魚、鱸魚還是黃花魚，都屬于真骨魚。此外，在輻鰭魚中還有一些更具原始特征的魚類。它們是來自遠(yuǎn)古的孑遺物種，如多鰭魚、雀鱔、弓鰭魚、匙吻鱘等。

鯉魚代表——錦鯉

肉鰭魚在現(xiàn)代魚類中占少數(shù)，卻是和我們親緣關(guān)系最近的類群——某種意義上，人類屬于上岸了的肉鰭魚。著名的腔棘魚、肺魚等都屬于肉鰭魚。肉鰭魚的鰭往往呈矛狀，有中軸骨，鰭的“肉質(zhì)”部分看起來也格外長。如今，多數(shù)肉鰭魚已經(jīng)滅絕。

非洲肺魚

真骨魚有一個關(guān)鍵特征——鰾，現(xiàn)代陸地動物與之對應(yīng)的關(guān)鍵特征則是肺，它們之間的演化關(guān)系自達(dá)爾文時代就受到了關(guān)注。當(dāng)時，很多人認(rèn)為鰾先出現(xiàn)，肺后出現(xiàn)。然而，肉鰭魚和輻鰭魚中，都有個別物種具有類似肺的結(jié)構(gòu)，如肉鰭魚中的肺魚、輻鰭魚中的多鰭魚，而鰾只在真骨魚中存在。

魚鰾

2021 年伊始，深圳華大生命科學(xué)研究院研究員張國捷等通過對多種魚類的分析，確認(rèn)了肺和鰾是同源的，也確認(rèn)了無論多鰭魚、肺魚還是四足動物的肺，也是同源的。換言之，肺的歷史確實(shí)要比鰾久遠(yuǎn)得多——原始的肺先出現(xiàn)，之后，在向真骨魚演化的過程中，才產(chǎn)生了鰾。

結(jié)合今天多鰭魚和肺魚這些有肺魚類生活的場景，我們大致可以推斷，在古大陸的某些地方，可能會發(fā)生季節(jié)性的旱情，甚至出現(xiàn)江河斷流的情況。原始的肺很可能就是為了適應(yīng)這些變化而得到了加強(qiáng)—這些離開了水的魚不得不直接呼吸空氣中的氧。強(qiáng)壯而靈活的胸鰭能夠使它們在泥濘的淺水環(huán)境中爬行，以度過旱季艱難的歲月。

后來，淡水中的一支古代輻鰭魚演化成了真骨魚。它們生活在水量充沛的地方，不再需要用肺呼吸。于是，肺轉(zhuǎn)變成了鰾。鰾的存在也使得具有一定重量的硬骨不再是游泳的負(fù)擔(dān)。新生的真骨魚不斷演化，嘗試從河流回到海洋。今天，它們已經(jīng)成為海洋魚類的主體，完成了“逆襲”之旅。淡水水系中的古代肉鰭魚則試著登陸，最終，其中一支獲得了成功，成為四足動物的祖先。

(文章選自《海洋探秘》雜志)