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古老的鱼类关键化石标志着缓慢演化的重要转折点

研究人员将新的腔棘鱼化石与其之前的和之后的化石进行比较,并将演化变化与构造活动联系起来。

作者:Paul Smaglik
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对 Ngamugawi wirngarri 腔棘鱼在其自然栖息地的实时重现。图片来源:插画 Katrina Kenny (由弗林德斯大学提供)

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当代腔棘鱼常被描述为活化石。表面上看,这可能是对的。但新的证据现在让这个绰号的有效性大大降低。

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今天存在的两种大型骨舌鱼外观与 4.1 亿多年前已知的第一块腔棘鱼化石并无太大区别。但两块新的化石表明,该物种确实发生了演变——尽管缓慢且细微。此外,据《Nature Communications》上的一篇报道,科学家们首次将演化与构造活动联系起来。

在澳大利亚发现的腔棘鱼化石

这项研究的意义有很多值得深挖的地方。首先,它描述了一个新的腔棘鱼物种。

“这本身就是一件大事,”论文作者之一、魁北克大学里穆斯基分校 (UQAR) 的教授 Richard Cloutier 表示。一个由澳大利亚弗林德斯大学领导,并包含来自加拿大、澳大利亚和欧洲专家的团队,在西澳大利亚发现了这两条化石鱼,并将其命名为 *Ngamugawi wirngarri*。

这些化石来自的时期也在很多方面使它们成为关键鱼类。它们源自泥盆纪(3.59 亿至 4.19 亿年前),这代表了一个演化分化点,将已知最古老的腔棘鱼与其仅存的两个近亲区分开来。

“新物种正好位于腔棘鱼的两个主要演化时期之间,”Cloutier 说。


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泥盆纪的构造活动

泥盆纪也发生了大量的构造活动,重塑了海岸线,创造了岛屿,总的来说,为海洋居民提供了相当大的栖息地变化。这些活动也导致了严重的海洋灭绝

而且,作为一项额外的好处,这两个标本的保存状况都非常好。许多腔棘鱼化石都被发现是扁平的、破碎的、不完整的。

“这些是 3D 保存的,这使我们能够观察到头骨的内部解剖结构,”Cloutier 说。“我们能够重建大脑。能够重建 3.8 亿年前的一种动物的大脑,这真是太令人惊叹了。”

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关于腔棘鱼的演化发现

这些化石的质量使科学家们能够比较大约 80 种腔棘鱼的 300 种左右的物理特征。这是对这种史前鱼类进行的首次此类研究,它说明了腔棘鱼在 4 亿多年里经历的微妙而重要的变化数量。他们还可以观察在泥盆纪期间发生了哪些变化。

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该团队的比较揭示了许多演化上的微调。例如,头骨的比例随着数百万年的时间而改变。鳍的定位以及一系列其他特征也发生了变化。单独来看,每个差异可能看起来微不足道。但总的来说,随着时间的推移,它们提供了一个物种在其环境中适应良好,但仍然缓慢演化的例子。

但是,尤其是在泥盆纪之后,它们的基本形状没有太大变化——这表明它们的演化与相对稳定的生活环境相匹配。

“3 亿年前,它们的体型就很好。1 亿年前,它们的体型也很好,今天也很好,”Cloutier 说。

该团队接下来希望研究泥盆纪的构造活动可能如何影响其他生物的演化。鲨鱼是研究这种影响的一个可能候选者。

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在加入Discover Magazine之前,Paul做了20多年的科学记者,专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸,后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。

  • Paul Smaglik

    在加入Discover Magazine之前,Paul Smaglik做了20多年的科学记者,专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸,后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。

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