【海洋之谜】科学家找到大脚鱼化石解答鱼类如何走上陆地

0 f1 X! n! \4 z) Q9 U                               
登录/注册后可看大图

科学家找到大脚鱼化石

+ j3 R+ r- a- m+ u. F; D

“大脚鱼”登陆 进化论“迷失链条”找到
( R/ x; O, o6 M: h# V, v我们都知道地球生命起源于海洋。大约3.65亿年前，鱼类从水里走上了陆地，进化为爬行类，最终人类诞生了。不过科学家一直没有发现有力的证据来证明鱼类是如何离开海洋、来到陆地上生活的。这就是进化史上著名的“迷失链条”。童话故事中，这种迷失的动物有着美丽的名字——“美人鱼”。不过，随着一种古怪生物的化石被发现，3亿多年前生命从海洋爬上陆地的伟大时刻可能将得到再现。
来之不易 在化石宝库找了5年
1999年，舒宾和达舒勒带领着考古小组来到加拿大的埃尔斯莫尔岛。
* [6 I9 `$ t+ t" k6 Y; H2 Z" x* W从地理书上得到灵感
他们是被一本地理书上关于埃尔斯莫尔岛上有着丰富的泥盆纪岩石的描述吸引而慕名而来的。
3 }' k0 g! b& I6 z; ^在泥盆纪，埃尔斯莫尔岛位于地球赤道附近，气候温暖。由于当地泥盆纪岩石保存完好，没有受到人类文明破坏，也没有植被覆盖，比较容易找到化石。但在遍地化石的地方，古生物学家却几年都没有找到需要的化石，直到2004年，他们终于有了重大的发现，在一个采石场发现了几块保存完好的鱼化石。这就是“提克塔利克”。
* T! y* j( w# j& l: y  b那是鱼吃鱼的世界
. G1 [: ?' c( |“那里有各种各样的食肉动物——大的小的——‘提克塔利克’是其中最优秀的肉食动物，”舒宾说，“那是一个鱼吃鱼的世界，鱼类要么体形大有锋利的牙齿，要么小却披上盔甲。”古生物学家马上意识到他们找到了梦寐以求的东西，“提克塔利克”可能是一种鱼类，却有显著的陆地动物的特征，头部适合抬起，甚至可能是用肺呼吸。
“而更令人惊讶的是，它的胸骨与鳍相连，像四足动物的肢体，你可以感觉到它曾经在地上走来走去。”一名脊椎动物古生物学家说。
! V; K) Q, x3 j) P* d- P1 y+ c赤道大鱼长眠北极
美国芝加哥大学古生物学教授尼尔·舒宾和美国自然科学学会的爱德华·达舒勒教授带领的一个科学考察小组在加拿大北极圈内、距离北极966公里的埃尔斯莫尔岛发现了几块保存完好的鱼类骨骼化石。
这些骨骼化石最长的有3米，属于一种未知的远古生物。科学家认为，这种古老的生物生活在3.75亿年前位于赤道附近的河流里，随后因为板块运动，赤道附近的陆地漂移到地球的最北边，它也就长眠于此。
命名为“大浅水鱼”
这种远古生物有鱼的特征，长有鱼鳍、鱼鳞，体形也和鱼类相似。不过在仔细检查后，科学家发现它同时具有陆地生物的特征。从胸部长出的鳍由骨骼组成，与原始的陆生动物前臂相似，有趾头、手腕、手肘和肩膀，这让它做一个简单的伸展动作，就能够爬到岸边，也可以通过弯曲前臂在河床爬行。
它还有个扁平的头部，像现在的鳄鱼，头骨上有锋利的牙齿，证明它是食肉动物。它的头部由颈支撑，这样头部就可以自如地转动。如果动物长时间离开水面，那么就需要有坚固的颈部，让头部能自由地转动。眼睛位于头顶和颈部起点处。另外，它还有肋骨和其他一些类似四足动物的特征。
科学家认为，这种新发现的生物属水栖动物向陆生动物过渡的“中间动物”，是两栖类动物、爬行类动物、恐龙、哺乳类动物和人类共同的祖先，并把它命名为“提克塔利克(Tiktaalik)”，这个词在因纽特人语言中的意思是“大浅水鱼”。
: v& M$ G7 b. ~# H0 r( z3 h2 ` 是鱼也是陆生动物
+ G- y' e! c+ f1 B  h! e除了是生物进化论中鱼类向四肢动物过渡的重要证据外，科学家认为，“提克塔利克”还有力地驳斥了宗教创世论，此前，由于一些关键的过渡性生物的缺失，削弱了达尔文进化论的可信性。
“这是一种鱼，却惊人地集合了陆地动物的特征，”舒宾教授说，“这种动物代表了水栖动物到陆生动物的过渡，我们人类也属于陆生动物。有时候我们叫它大脚鱼。”
舒宾和达舒勒将他们的发现刊登在5日出版的《自然》杂志上，他们认为“提克塔利克”是鱼石螈和棘螈之间的“中介”。掌鳍鱼是生活在距今约3.85亿年前的一种鱼类，鱼石螈则是地球上已知最早生活在陆地上的四足动物，其历史可追溯到距今约3.65亿年前。而两者之间的进化物种一直是个空白。
“提克塔利克”定于4月6日至5月初在英国伦敦的科学博物馆展出。科考小组打算今年7月从埃尔斯莫尔岛带回更多化石。
意义非凡
“可以与发现始祖鸟媲美”
古生物学界普遍对这项发现持高度肯定态度。英国自然历史博物馆古生物学家安德鲁·米尔纳博士表示，发现保存如此完好动物化石的意义确实不同寻常。他说:“这些化石之所以令人惊讶，是因为它包括了一个几近完整的骨架，可让科学家从中了解动物的进化过程。”
古生物学的“罗塞塔之石”
舒宾教授的学术对手、瑞典乌普萨拉大学的埃里克·安尔伯格教授和英国剑桥大学的詹妮弗·克拉克教授分别撰文表示，在此之前，科学家们也曾发现过生活在泥盆纪晚期的几种过渡性鱼类的化石，但这种“大脚鱼”很明显是“鱼和陆地四足动物”之间的“联系纽带”，一种“过渡形式”。因此，这项发现在一定程度上可以与发现始祖鸟的意义相媲美。
瑞典国家科学基金会古生物学研究所负责人理查德·赖恩则说，这项发现可以说是古生物学的“罗塞塔之石”(法国士兵1799年在埃及挖战壕时掘出的一块石碑，破译了埃及象形文字之谜)，“它是一种模糊两种生命形态(水生动物和陆地动物)之间区别的化石，使我们对于生物进化史上的里程碑式事件——从游动的鱼到四处乱走的四足动物之间的进化过程有了全新的理解。”
$ i( |" j! a8 A+ C“过渡形式”反击“神创论”
: `6 g$ j6 b1 X$ L8 M( g学者们认为，这项发现对于论证达尔文的进化论意义尤其重大。“过渡形式”(或者“中间动物”)是进化论的核心，因为它们精确表明了一种动物能够变异成另一种动物。而长期以来，保守的“神创论”者攻击进化论的最有力武器就是科学家们不能找到证明物种演化的“过渡形式”化石。他们认为，现在的化石数量比达尔文时代多得多，但很多动物看起来都是各自成形，彼此之间没有“过渡形式”。因此，他们坚持说世界是神创造，所谓“进化”根据不存在。
3 O7 O6 H. s7 [. d  O2 j为反击“神创论”，古生物学家一直努力寻找各种“过渡形式”的化石。但由于“过渡形式”只生活在非常短暂的过渡时期，种类及数量极少。事实上，多年来只有一种被认为是“过渡形式”的动物——始祖鸟，它标志着恐龙向鸟的过渡。
进化简史 我们是如何长出双脚的？
7 W! v1 q* G( `4 p* P% m, z$ M4 R9 P——从鱼到人的发现之旅
$ z+ d$ R% k& c. q地球上的生命有太多精彩故事，其中之一是关于我们人类是如何得到双脚的。科学家相信，很久很久以前，有一条鱼登上了陆地，长出脚，开始走路——这是生命史上最重大的事件之一，因为那条鱼正是所有四足动物(包括人类)的祖先。
! ]1 P" e1 [* Y5 @- H但那条鱼是怎样长出脚的，却是最大的谜题之一，成为进化论面对的一大挑战。进化论创始人达尔文说，答案躺在岩石堆里，在某个地方，一定可以找到某些化石，说明一切。不幸的是，古老的化石太少了。
; B0 x$ ?! i" Q& s1 d; s( R! J6 E寻找泥盆纪的“失落化石”
于是，古生物学家踏遍全世界，对“人类如何获得双脚”的追问，变成了对“失落化石”的追寻。他们需要两种化石:一是最早登上陆地行走的四足动物化石；二是最早长出脚的鱼的化石。找到这两种化石并进行比较，就能知道鱼长脚的过程。
( G  b- u3 f4 F7 m, l" u1 G他们的目光锁定在泥盆纪。在泥盆纪以前，陆地上没有行走的动物，而在泥盆纪以后，陆地上到处都是行走的动物，因此四肢的进化一定是在那时发生的。
大发现:鱼石螈和掌鳍鱼
5 }) T" r4 `( @5 Z. N4 e/ U! x那种鱼的化石似乎不难找到。到19世纪末，科学家发现，活在泥盆纪的掌鳍鱼的鳍中具备所有腿骨结构，只是缺少脚和趾。他们认为，残暴的泥盆纪太阳将水塘晒得日益干涸，一些掌鳍鱼不得不拖着鳍，“走”上陆地，去寻找深水区。在此过程中，它们的鳍变成四肢，并长出脚和趾，开始行走。这样它们就变成了四足动物——我们的祖先。
为证实这一理论，科学家开始努力寻找最早登上陆地的四足动物化石。20世纪30年代，一群瑞典科学家为此造访了格陵兰岛，在这趟旅程中，寡言少语的埃里克·贾维克发现了鱼石螈化石。他用数十年时间完成对这种古生物的分析，证明鱼石螈有手指和脚趾，并得出结论:当掌鳍鱼拖着鳍挣扎登陆之后，它便演化成为最早的四足动物——鱼石螈。
过渡形式:进化论核心
. E" m$ m& L- N, C' T但立即有人指出，鱼石螈不是直接从掌鳍鱼进化而来。鱼石螈是完全成形的四足动物，而掌鳍鱼尽管有腿骨，却仍然是鱼。因此，必须找到一种“中间动物”，能显示从鱼向四足动物的转变的确发生过。这种动物既能行走，又有一半像鱼，亦即达尔文所说的“过渡形式”。
“过渡形式”是进化论的核心，“过渡形式”的化石也是物种演化中最重要的化石，同时也是最罕见的。它们只生活在非常短暂的过渡时期，数量很少。事实上，多年来只有一种被认为是“过渡形式”的动物——始祖鸟。
此后的几十年间，科学家又发现了一些生活在泥盆纪的四足动物化石，并通过“地质考古”发现“干旱进化说”不能成立。事实上，在泥盆纪末期，地表已变得异常湿润，处处可见沼泽。四足动物的肢体不是用来行走，而是为了在湿地之间移动。
找到一块微妙的颚化石
' [* A8 Q7 Q  x但那个谜仍然没有答案:从鱼向四足动物的转变究竟发生过没有？如果发生过，那么半鱼半四足动物这种“过渡形式”到底在哪里？于是，古生物学家开始努力寻找“过渡形式”化石，只有找到这“缺失的一环”，才能驳倒“神创论”。
  s: F, h" k/ `' \2000年，年轻的生物学家阿博格在东欧拉脱维亚一家博物馆随机抽取化石样本。在一个30年没有动过的抽屉中，阿博格发现一块从未见过的、仅有几厘米长的颚化石。通过对比分析，他认为，这就是鱼和四足动物之间的“过渡形式”。其证明方法是把能够区别鱼和四足动物的解剖结构特点输入电脑，阿博格发现，掌鳍鱼的颚骨在一边，泥盆纪四足动物的颚在另一边，拉脱维亚这块动物化石的颚在两者中间。尽管是绝无仅有的证据，它却证明由鱼向四足动物的演变确确实实发生过。