本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
您是否曾希望能够以方便的海报形式拥有棘鳍鱼类 1.5 亿年的完整进化史?好吧,无需再等待了。您的幸运日到了!相信我……这是一张以鲻鱼为主题的海报,您不会不好意思展示的。
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在这张图中,您可以看到所有棘鳍鱼(鲈形亚目)——超过 18,000 种,几乎占现存脊椎动物的三分之一——彼此之间的关系。为了完成这项工作,科学家们从 520 种代表其大多数科的棘鳍鱼的 10 个基因序列中推断出它们之间的关系。他们将这些数据与 37 个化石“年龄约束”相结合,作为对进化转变实际时间的现实检验。
为了让您能够适当地品味,值得注意的是,脊椎动物家谱的这一部分显然给科学家带来了巨大的困难,因为创建它的团队在 7 月份的《美国国家科学院院刊》中写道,这组鱼类长期以来一直是绘制现存脊椎动物家谱的“最后前沿”,并且它提出了“脊椎动物系统发育学中最棘手的问题之一”。鲜血……汗水……可能还有泪水投入到这张图像的创作中。这使得它的到来更加值得欣赏。
这些棘鳍鱼包括您认为的大多数鱼类,但也有几个主要的例外,包括鲨鱼、鲟鱼、鳟鱼和鲑鱼。它们包括生活在高山湖泊和深海海沟中的鱼类,像煎饼一样扁平的鱼类和像枕头一样蓬松(但不柔软)的鱼类。正如宣传的那样,它们的所有鳍上都有特征性的尖锐骨刺,任何钓鱼者都会告诉您,在从鱼钩上取下扭动、滑溜且可能惊慌失措的鱼时,您必须小心。
科学家们发现,该类群可能在早白垩世进化而来,大约 1.5 亿年前。想到这意味着什么有点奇怪——恐龙时代的珊瑚礁——以及之前所有有鱼的时代——都不包含我们今天认识的热带珊瑚礁鱼类(但它们确实包含哪些奇迹呢?)。
过去,科学家们想知道是什么环境或事件导致该类群如此大规模地进化。一些人认为珊瑚礁是该类群多样性的摇篮。但在 PNAS 的研究中,该类群中多样化程度最高的五个谱系分布在四种截然不同的栖息地:淡水(慈鲷)、开放海洋(金枪鱼及其同类)、寒冷温带海底(狮子鱼)和珊瑚礁(鳚和虾虎鱼)。这似乎推翻了对该类群巨大成功的任何简单解释。
科学家们还发现,这组鱼类似乎并没有对白垩纪-古近纪灭绝事件做出太多多样化反应。您可以在上图中看到这一点。虚线圆圈是巨石撞击地球的时间。似乎在其后没有出现大的进化爆发——也就是说,没有一下子创造出大量新的谱系,也许是为了填补巨石留下的生态位空缺。尽管人们已经充分证实,许多蛇类、蜥蜴类、鸟类和哺乳动物类群在小行星撞击后显着多样化(尽管这些动物的一些主要类群没有),但这个巨大的鱼类脊椎动物类群似乎相对未受对许多陆生脊椎动物来说是天翻地覆的机遇的影响。
参考文献
Near T.J., Dornburg A., Eytan R.I., Keck B.P., Smith W.L., Kuhn K.L., Moore J.A., Price S.A., Burbrink F.T. & Friedman M. & (2013). 棘鳍鱼类超辐射的系统发育和多样化速度,《美国国家科学院院刊》,110 (31) 12738-12743。DOI:10.1073/pnas.1304661110