科學家發現最早的“潮人”

你之前肯定見過那張漫畫:一條魚用前鰭將自己撐到陸地上,迎接它的是一個嘲諷的標語,比如“進化,風險自負”,或者類似的東西。

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你之前肯定見過那張漫畫:一條魚用前鰭將自己撐到陸地上,迎接它的是一個嘲諷的標語,比如“進化,風險自負”,或者類似的東西。這條魚已經變成了一種網路迷因,以至於2006年,當我在芝加哥大學工作的實驗室宣佈發現了提塔利克魚Tiktaalik roseae),一種擁有3.75億年曆史的化石,它同時展現了魚類和四足動物的特徵時,我以為我可以用有史以來最極客版本的達爾文魚來發起一場運動

好吧,你猜怎麼著,那個叫做進步的討厭的東西已經取代了“前輪驅動”的生命入侵陸地版本,取而代之的是更……嗯,更“潮”的東西。更多的證據表明,提塔利克魚,看起來像是老式沃爾沃——後輪驅動。

發表在1月13日《美國國家科學院院刊》早期版本上的一篇新論文描述了提塔利克魚新發現的尾部,包括儲存完好的骨盆骨骼和部分後鰭,這些都來自2006年成為頭條新聞的同一個標本。最終,提塔利克魚的近乎完整的影像正在浮現


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這個發現如此令人難以置信的地方在於骨盆的一個令人愉快的細節。髖臼光滑而圓潤——一個球窩關節——這表明後鰭具有相當大的運動範圍。這與肩關節不同,肩關節呈橢圓形,帶有一個成角度的小平面,這將阻止前鰭向上和向周圍旋轉。僅從化石資料判斷,前鰭強壯且能夠支撐重量,但如果沒有一些嚴重的身體拖拽,它們可能無法幫助提塔利克魚像兩棲動物一樣在陸地上行走。後鰭也非常強壯,顯然在支撐這種生物方面發揮了作用。但是球窩髖關節呢?

化石的麻煩在於它們是極其靜態的。我們可以從觀察解剖結構中學到很多關於物理可能性的知識,但我們永遠無法將化石重新通電使其再次移動,而且我們當然無法觀察它們在自然環境中的行為。但這就是跨學科研究如此強大的地方。

在2010年,尼爾·舒賓在芝加哥大學的古生物學實驗室樓上,有一位名叫希瑟·金的研究生。金正在研究非洲肺魚的生物力學,並搭建了一個又長又薄的水族箱,她可以在那裡拍攝肺魚的活動(劇透警告:不多)。非常偶爾,她注意到一種奇怪的行為:肺魚會用它們鞭狀的後鰭在水箱底部行走

在向她的顧問委員會做報告時,金首次揭示了這種行為,舒賓和另一位熟悉提塔利克魚骨盆的顧問邁克爾·科茨幾乎暈倒了。畢竟,肺魚是提塔利克魚最親近的現存親戚之一,屬於一群被稱為肉鰭魚的魚類(你能想到的絕大多數魚類——金槍魚、金魚、水滴魚、丁鯛——都屬於不同的類群,輻鰭魚)。突然,提塔利克魚圓形的髖臼變得清晰起來。提塔利克魚是否能夠像它的表親肺魚一樣,用後鰭沿著溪流底部行走?提塔利克魚是一種後輪驅動的野獸嗎?

引用的文章

Neil H. Shubin, Edward B. Daeschler, & Farish A. Jenkins, Jr. (2014). The Pelvic Girdle and Fin of Tiktaalik roseae PNAS : 10.1073/pnas.1322559111

King HM, Shubin NH, Coates MI, & Hale ME (2011). Behavioral evidence for the evolution of walking and bounding before terrestriality in sarcopterygian fishes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108 (52), 21146-51 PMID: 22160688

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