美媒：腔棘鱼新发现或改写人类进化认知

腔棘鱼新发现或改写人类进化认知。来源：Shutterstock

（化石网cnfossil.com）据参考消息网（编译/林朝晖）：美国《科学日报》网站7月29日报道，一种被认为封存着进化密码的鱼类让科学家们大吃一惊。通过对腔棘鱼这种存活4亿年、常被称为“活化石”的物种的精细解剖研究发现，那些曾被视作早期脊椎动物进化关键标志的肌肉组织，实际上是被误判的韧带结构。这意味着关于脊椎动物(包括人类)如何进化出摄食和呼吸功能的基础理论可能需要重写。这项发现不仅修正了持续数十年的解剖学错误，重塑了颅骨进化理论，更为我们探索自身遥远起源带来了意外洞见。

腔棘鱼因其解剖结构在过去6500万年间几乎未变而被称为“活化石”。尽管是历史上被研究最多的鱼类之一，但它仍在持续揭示可能改写脊椎动物进化认知的新发现。这项由巴西圣保罗大学和美国史密森学会的研究人员发表在美国《科学进展》杂志上的研究揭示了这一点。

通过重新检视非洲腔棘鱼的颅部肌肉系统，研究人员发现此前认定的主要脊椎动物类群的新进化特征中仅有13%是准确的。该研究还识别出同这些类群摄食和呼吸相关的9项新进化特征。

圣保罗大学动物博物馆教授、该项研究负责人阿莱西奥·达托沃解释说：“最终结果显示，它(腔棘鱼)比过去所认为的更接近软骨鱼类(如鲨鱼、鳐鱼和银鲛等)和四肢脊椎动物(如鸟类、哺乳类、两栖类和爬行类等)，而与占现存脊椎动物半数的辐鳍鱼类差异较大。”

被错误认定为腔棘鱼拥有的进化特征中，包括负责主动扩张口咽腔(从口腔延伸至咽部)的肌肉群。这组肌肉直接关联捕食和呼吸功能。然而研究显示，腔棘鱼的这些所谓的肌肉实为无法收缩的韧带组织。

约4.2亿年前，辐鳍鱼类同肉鳍鱼类从共同祖先分化出来。肉鳍鱼类包含腔棘鱼、肺鱼及所有四肢脊椎动物(都从水生祖先演化而来，涵盖哺乳类、鸟类、爬行类和两栖类)。

在辐鳍鱼类(如观赏鲤鱼)中，可明显观察到口腔吸食的动作。这种能力赋予其显著进化优势，使其如今占据现存脊椎动物的半数。

这与腔棘鱼、鲨鱼等主要通过撕咬捕食的鱼类存在本质差异。

达托沃指出：“既往研究认为，这种增强吸食能力的肌肉系统也存在于腔棘鱼，进而认定腔棘鱼同硬骨脊椎动物有着共同的祖先。我们现在证实这是错误的。该特征至少晚3000万年才出现在现存辐鳍鱼的共同祖先中。”

腔棘鱼是栖息于水下约300米洞穴中的极稀有鱼类。

自恐龙灭绝以来腔棘鱼几无变化的原因在于天敌稀少且生活环境相对稳定。2013年刊登在英国《自然》周刊上的一项研究显示，这导致其基因组进化缓慢。

人们最初通过4亿年前的化石认识腔棘鱼，直到1938年才惊现活体。

由于博物馆标本稀缺，圣保罗大学和美国史密森学会的国立自然历史博物馆的研究人员历经周折才借到标本。

美国芝加哥菲尔德自然历史博物馆和弗吉尼亚海洋科学研究所最终各出借一具标本。达托沃特别感谢论文合著者大卫·约翰逊为此所做的工作。

据达托沃介绍，1945年出生的约翰逊是“同时代最伟大的鱼类解剖学家”，这位学者在论文评审期间因意外于2024年11月离世。

达托沃说：“与表面看起来的相反，只要操作得当，解剖一具标本并不会将其损毁。”

已从事该类研究20多年的达托沃耗时6个月分离了腔棘鱼全部肌肉和颅骨，这些结构现已妥善保存，可供其他学者直接研究，无需再解剖新标本。

通过亲自研究每块肌肉和神经，该研究的作者们准确辨识了腔棘鱼头部的真实结构，既发现了新特征，又纠正了持续70余年的学术谬误。

达托沃解释说：“文献中存在大量矛盾。实际检验标本后，我们发现错误远超预期。例如，11处被描述为肌肉的结构实为韧带或其他结缔组织。这对口部功能和呼吸机制影响重大，因为肌肉产生运动而韧带仅传递运动。”

鉴于腔棘鱼在脊椎动物进化树中的关键位置，这一发现将影响对所有主要脊椎动物类群颅骨进化的理解。

研究者还使用了其他现存及灭绝鱼类颅骨的三维显微断层扫描图像(由解剖学者在完成扫描后公开共享)。

通过研究其他已完全灭绝谱系鱼类的颅骨图像，达托沃和约翰逊得以推断出现存腔棘鱼肌肉的附着位置，从而揭示出这些肌肉在最早的有颌脊椎动物中的演化历程。达托沃计划后续研究四肢脊椎动物(如两栖类和爬行类)的肌肉同源性。