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
一项新的研究表明，鱼类进化出在陆地上至少短暂生存的能力，并非只发生过一两次，而是数十次，该研究于八月发表在《进化》杂志上。
这些陆地生活的䲢鱼，我曾在本博客中介绍过它们之前，在得知这个消息时，它们这样说
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新的研究结果表明，尽管从水到陆地的转变看起来很极端，但似乎并没有那么困难。一定有其他因素阻止鱼类进化成完全的陆地生物，因为这种情况似乎只发生过一次，产生了像我们这样的陆生脊椎动物。但那是什么呢？
该研究的作者最初的目标是提出一个关于生物学的基本问题：物种如何在新的环境中建立自身？
基于对入侵物种的研究，很明显，尽管少数物种取得了巨大的成功（例如，蒲公英），但大多数物种在大多数时候都无法在新区域建立自身。那么，成功过渡到完全新的栖息地实际上发生的频率有多高呢？
“鉴于地球上几乎每个环境都有生物体居住，因此这种生态转变显然在生命史上反复发生，”作者写道。说得有道理。
为此，他们试图了解鱼类从水到陆地的转变发生了多少次，这种标志性的转变似乎应该既困难又罕见。为了做到这一点，鱼类必须面对许多挑战。呼吸、移动和新陈代谢都必须以使其在重力急剧增加和湿度降低的环境中成为可能的方式进行修改。
然而，有迹象表明，它可能并没有看起来那么困难，因为之前关于该主题的科学评论已经在几个不同的鱼类科中发现了两栖行为。但没有人研究这些科是否密切相关，表明只有少数几次水陆过渡，或者它们是否广泛分布在鱼类科谱系树上，暗示更多次。
新南威尔士大学的 Terry Ord 和 Georgina Cooke 决定 именно 这样做，并定量地研究哪些生态因素似乎有利于鱼类离水。他们有几个假设。
首先，生活在潮间带的鱼类应该更可能出现在陆地上，因为它们的栖息地本质上就是每天两次在水和陆地之间转变。同样，生活在淡水池塘、水坑或溪流中的鱼类也会面临同样的挑战，这些水体会萎缩或蒸发。
生活在容易升温的水中的鱼类也已知会离开水中，因为温水会失去氧气并可能变得令人窒息。在这种情况下，空气可能是更好的选择。如果情况是这样，那么热带地区似乎应该支持更多的两栖鱼类，因为那里的温水发生率应该高于其他地方。潮汐池，无论它们在哪里出现，也往往会在阳光下升温，因为它们又小又浅。
生活在其水体底部的鱼类似乎也更适合成为陆地生物，因为它们已经具有有利于陆地生活的适应性。这些适应性包括更圆润、垂直方向扁平度较低的身体，这使得行走更容易，更不容易干燥，有时鳍也已经像肢体一样。
最后，由于在陆地上活动对于任何鱼类来说都可能很困难，因此对于那些饮食不依赖于捕捉“移动猎物”的鱼类来说，可能会更容易一些。
科学家们查阅了科学文献，以确定每一种被描述为两栖鱼类的鱼类，并评估其两栖性水平。然后，他们将他们的发现绘制在先前构建的鱼类科谱系树上。
总而言之，他们发现了来自 33 个科的 130 种鱼类物种的两栖行为报告，这些科分布在整个鱼类科谱系树上，从最古老的分支到最年轻的分支。即使不是大多数，这 33 个科中的许多科也可能是从水到陆地过渡的独立进化实例。
仅在一个科——䲢科——中，科学家们就可以推断出，至少有三个，甚至可能多达七个独立的进化实例，进化成了“高度陆地”的生活方式，他们说，可能在鰕虎鱼科和其他科中也发生了类似的事情。
来自关岛的陆地生活䲢鱼，在潮间带岩石的浪花区跳跃，并在退潮时躲藏在潮湿的缝隙中。图片来源：Georgina Cooke 博士
考虑到许多鱼类每天只出现很短的时间，因此很可能还有很多鱼类从事两栖行为，但尚未被观察到。可能还有更多我们甚至没有意识到的两栖物种。
然而，大多数科级别的例子都是鱼类离水只有几秒钟或几分钟，这可能不符合某些人对“两栖”行为的期望。四个科确实有物种在水外度过数小时或数天：弹涂鱼、跳岩鳚、鳗鱼和四眼䲢鱼分别来自不同的科，这意味着至少四次，地球上已经进化出了显著的两栖行为，当然，不包括导致我们人类诞生的关键的第五次。进行这种特殊转变的肉鳍鱼的最近亲属也包括今天许多至少偶尔涉足陆地的物种。
现代两栖鱼类有哪些共同特征？科学家发现，最重要的是，生活在潮间带会促进鱼类涉足陆地。与它们的总体数量相比，生活在潮间带的鱼类两栖性发生的频率要高得多。随着海水每天两次的涨落，以及潮汐池的普遍存在，潮汐池在阳光下升温，使其缺氧并将鱼类逼到陆地上，这个区域似乎特别擅长将鱼类变成陆地生物。
另一方面，在产生两栖鱼类方面，热带地区似乎并不比极地地区更好，按比例计算也是如此。淡水系统也没有比预期的产生更多的两栖鱼类。
然而，肉食性两栖鱼类的数量却比预期的要少得多，这支持了这样一种观点，即它们不太可能变成两栖动物，因为在陆地上捕捉猎物太难了。
因此，跨越陆地-水域边界显然本身并不困难。那么，为什么只有少数鱼类先驱走向了陆地进化的辉煌呢？呼吸、行走和繁殖似乎并没有构成主要障碍。
相反，作者推测，干燥才是真正的挑战：具体来说，是鳃的干燥问题，大多数鱼类必须保持鳃的湿润才能呼吸。我们的祖先，例如早期四足动物提塔利克鱼，似乎已经预先适应了克服这个障碍，因为除了鳃之外，它们还拥有原始的肺。
如果没有这种特征或类似的东西，鱼类涉足陆地似乎注定只能是一种调情。尽管可以自由嬉戏，但它们最终必须仍然束缚在它们来自的水域中。
参考文献
Ord, Terry J.，和 Georgina M. Cooke。“鱼类两栖行为的重复进化及其对新环境殖民化的影响。”《进化》 (2016)。