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Ichthyostega和Acanthostega)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。