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它本應已經滅絕。然而它卻在這裡,鰭呈圓形且肉質,鱗片像骨頭一樣堅硬,尾巴與任何現存的魚類都不同。“拉蒂默小姐,這項發現將成為全世界科學家熱議的話題”,詹姆斯·史密斯說道 對 瑪喬麗·考特內-拉蒂默,東倫敦博物館館長說。史密斯有充分的理由做出如此宏大的宣告。這是一條腔棘魚。
博物學家早就知道腔棘魚的存在——但僅限於化石。是 路易斯·阿加西 在 1839 年首次描述了這個類群。此後,古生物學家發現了數十種不同的腔棘魚物種,但總是在 7000 萬年前的岩層中發現。在較年輕地層中缺乏腔棘魚化石使他們得出結論,認為腔棘魚在很久以前就已滅絕。但是,現在躺在史密斯面前的這條魚不是化石。這個生物是幾周前才捕獲的,是南非海岸附近一艘漁船的兼捕魚獲。
那是 1939 年,第一條活腔棘魚的發現成為了世界各地科學家熱議的話題。新聞界將這種魚譽為“缺失的環節”、“史前魚”和“活化石”。這樣做,他們在未來的許多年裡將腔棘魚貼上了落後魚類的標籤。
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同樣的刻板印象一直困擾著腔棘魚,直到今天現在仍然如此。在大多數流行的描述中,腔棘魚被描繪成一個被遺忘的倖存者,被遺棄在進化的道路旁。在這個現代寓言中,腔棘魚被困在一個與世隔絕的時間氣泡中數百萬年,直到它們在 20 世紀重新出現。
但事實是,進化不會拋棄任何魚類。腔棘魚和雀類、蕨類植物和鼯猴一樣,都受到進化的影響。它們有自己的進化歷史——我們只需要去尋找它。這就是日本和非洲的腔棘魚研究人員 不久前 所做的事情,當時他們評估了印度洋腔棘魚的遺傳多樣性。透過他們的研究,他們揭示了腔棘魚變化歷史的一小部分。
多年來,腔棘魚在印度洋的幾個地方都出現過,但其中大多數是在 葛摩群島 發現的。在八十年代後期,漢斯·弗裡克 拍攝了腔棘魚如何棲息在葛摩周圍的岩石裂縫和洞穴中。晚上,他看到它們沿著上升和下降的水流漂流,用它們的鰭作為穩定器,偷偷靠近毫無戒心的魚。用扇形尾巴短暫一劃,突然而有力的咬合,它們的獵物就消失了。
其他腔棘魚在馬達加斯加、南非、莫三比克和肯亞海岸被捕獲,但這些魚被 否定 為迷路者。生物學家推斷,腔棘魚無法在莫三比克和南非附近平坦而多沙的海底生存。他們推測強大的洋流將這些生物從葛摩沖走了。這些走投無路的漂流者註定要死亡。
但有證據表明,這些迷路者代表著不同的腔棘魚種群。地質學家 已經確定 了南非和莫三比克附近的幾個海洋峽谷,腔棘魚可以在其中生存。自 2003 年以來,每年在坦尚尼亞附近捕獲 幾十條 腔棘魚。這些不太可能都是迷路者。的確——當海洋生物學家讓遙控潛水器下降到坦尚尼亞水域時,他們能夠拍攝到九條活腔棘魚的鏡頭。這會是腔棘魚在印度洋的第二個家園嗎?
在 幾個月前發表的論文 中,研究人員比較了坦尚尼亞和葛摩腔棘魚的 DNA。他們發現一些坦尚尼亞魚攜帶獨特的遺傳變異。這些變異在任何葛摩魚或任何其他地方都沒有發現。對於在坦尚尼亞北部捕獲的腔棘魚尤其如此。該團隊認為他們的結果表明,坦尚尼亞北部的腔棘魚與南部和葛摩的腔棘魚形成獨立的繁殖種群。後兩個種群在遺傳上更接近。
研究人員認為,坦尚尼亞和葛摩腔棘魚的最後共同祖先生活在至少 20 萬年前。為了讓您對時間有所概念:大約在同一時間,第一個現代人類行走了地球。研究人員使用一種簡單的技術得出了這個估計,即 分子鐘:兩個譜系之間存在的遺傳差異越大,它們分歧的時間就越長。但校準時鐘可能很棘手。使用不同的校準點,研究人員將這兩個種群的分裂時間追溯到幾百萬年前。
無論確切的數字是多少,事實是印度洋蘊藏著不同的腔棘魚種群。如果葛摩群島是腔棘魚的祖籍地,那麼一些魚已經收拾東西並在其他地方定居。如果有足夠的時間,這些種群可能會進化成不同的物種。我們知道這在過去已經發生過,因為今天有兩種腔棘魚存活。除了 西印度洋腔棘魚 之外,還有 第二種 腔棘魚,是在二十年前在印度尼西亞附近的一個當地魚市場發現的。
科學家們剛剛開始收集和測序腔棘魚的 DNA。到目前為止,在遺傳研究(包括這項研究)中分析的 DNA 量仍然很少。隨著更多序列的可用,更多關於腔棘魚持續進化的證據將會浮出水面。
讓我們把“活化石”這個 愚蠢的概念 拋在腦後。觀看上面的影片,看看腔棘魚如何透過微妙的鰭部運動在水流中航行。驚歎於這些生物所做的神秘的頭朝下倒立。凝視它的眼睛,看看光線是如何反射回來的。這些生物不是化石。它們非常有活力。
正如史密斯在 宣佈發現第二份標本的論文 中寫道:
“許多成功的現代魚類似乎不如腔棘魚那樣具備生存能力。[..] 腔棘魚幾乎不能被視為退化的魚類。它們顯然充滿活力。”
參考文獻
Nikaido, M., Sasaki, T., Emerson, J., Aibara, M., Mzighani, S., Budeba, Y., Ngatunga, B., Iwata, M., Abe, Y., Li, W., & Okada, N. (2011). Genetically distinct coelacanth population off the northern Tanzanian coast Proceedings of the National Academy of Sciences, 108 (44), 18009-18013 DOI: 10.1073/pnas.1115675108
Schartl, M., Hornung, U., Hissmann, K., Schauer, J., & Fricke, H. (2005). Genetics: Relatedness among east African coelacanths Nature, 435 (7044), 901-901 DOI: 10.1038/435901a
Fricke, H., Hissmann, K., Schauer, J., Reinicke, O., Kasang, L., & Plante, R. (1991). Habitat and population size of the coelacanth Latimeria chalumnae at Grand Comoro Environmental Biology of Fishes, 32 (1-4), 287-300 DOI: 10.1007/BF00007462
Fricke, H., Reinicke, O., Hofer, H., & Nachtigall, W. (1987). Locomotion of the coelacanth Latimeria chalumnae in its natural environment Nature, 329 (6137), 331-333 DOI: 10.1038/329331a0
SMITH, J. (1939). A Living Fish of Mesozoic Type Nature, 143 (3620), 455-456 DOI: 10.1038/143455a0
Fricke, H., Hissmann, K., Froese, R., Schauer, J., Plante, R., & Fricke, S. (2011). The population biology of the living coelacanth studied over 21 years Marine Biology, 158 (7), 1511-1522 DOI: 10.1007/s00227-011-1667-x