新發現的化石是魚類和陸地動物之間的過渡形態

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在加拿大北極地區工作的古生物學家發現了動物的化石遺骸,這些遺骸闡明瞭進化史上最引人注目的轉變之一:從魚類產生陸生脊椎動物的轉變。這種被稱為Tiktaalik roseae的大型掠食性魚類具有許多在四肢動物(一組被稱為四足動物的生物)中發現的特徵。

芝加哥大學的尼爾·舒賓和他的同事在距北極約600英里的埃爾斯米爾島上發現了Tiktaalik,其地層可追溯到3.75億年前。像所有魚類一樣,Tiktaalik擁有鰭和鱗片。但它也具有許多明顯的非魚類特徵,包括頸部、扁平的鱷魚狀頭骨和粗壯的肋骨。因此,Tiktaalik巧妙地填補了先前已知的類四足魚類(如生活在約3.85億年前的Panderichthys)與最早的四足動物(生活在約3.65億年前的IchthyostegaAcanthostega)之間的空白。“Tiktaalik模糊了魚類和陸地動物之間的界限,”舒賓觀察到。“這種動物既是魚又是四足動物;我們開玩笑地稱之為‘魚足獸’。”

尤其重要的是Tiktaalik胸鰭的解剖結構,它包含了真正的四足動物手臂的雛形。由於骨骼的三維儲存非常完好——許多骨骼被發現仍然是連線在一起的——並且發現了多個標本,研究人員得以估計鰭骨的運動範圍。“這種魚的鰭的大部分主要關節都是功能性的,”舒賓指出。“肩部、肘部甚至部分腕部已經存在,並且以類似於最早的陸生動物的方式運作。”科學家們認為,Tiktaalik用它的鰭來支撐其身體在基質上。


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然而,這並不意味著Tiktaalik主要是一種離水的魚。今天,埃爾斯米爾島是北極熊冰冷的領地。但在3.75億年前,作為橫跨赤道的超大陸的一部分,它是一個亞熱帶三角洲。根據發現Tiktaalik的岩石的沉積學特徵,該團隊推測它大部分時間都在淺水中度過。“這種淺溪流系統似乎是許多陸生動物特徵首次出現的地方,”費城自然科學院的團隊成員特德·戴施勒評論道。(“Tiktaalik”是當地因紐特語中指在淺水中看到的大型淡水魚的詞。)

Tiktaalik作為過渡化石的解釋力,已經開始與標誌性的早期鳥類始祖鳥相提並論。但它肯定為更多的發現留下了空間,特別是那些彌合它與最早的四足動物之間新差距的發現,以及那些包含四足動物後肢起源線索的發現。詳細介紹這些發現的兩篇論文以及一篇隨附的評論今天發表在《自然》雜誌上。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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