腔棘鱼并非活化石。和我们一样,它们也在进化

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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


它本应已经灭绝。然而它却在这里,鳍呈圆形且肉质,鳞片像骨头一样坚硬,尾巴与任何现存的鱼类都不同。“拉蒂默小姐,这项发现将成为全世界科学家热议的话题”,詹姆斯·史密斯说道玛乔丽·考特内-拉蒂默,东伦敦博物馆馆长说。史密斯有充分的理由做出如此宏大的声明。这是一条腔棘鱼。

博物学家早就知道腔棘鱼的存在——但仅限于化石。是 路易斯·阿加西 在 1839 年首次描述了这个类群。此后,古生物学家发现了数十种不同的腔棘鱼物种,但总是在 7000 万年前的岩层中发现。在较年轻地层中缺乏腔棘鱼化石使他们得出结论,认为腔棘鱼在很久以前就已灭绝。但是,现在躺在史密斯面前的这条鱼不是化石。这个生物是几周前才捕获的,是南非海岸附近一艘渔船的兼捕鱼获。

那是 1939 年,第一条活腔棘鱼的发现成为了世界各地科学家热议的话题。新闻界将这种鱼誉为“缺失的环节”、“史前鱼”和“活化石”。这样做,他们在未来的许多年里将腔棘鱼贴上了落后鱼类的标签。


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同样的刻板印象一直困扰着腔棘鱼,直到今天现在仍然如此。在大多数流行的描述中,腔棘鱼被描绘成一个被遗忘的幸存者,被遗弃在进化的道路旁。在这个现代寓言中,腔棘鱼被困在一个与世隔绝的时间气泡中数百万年,直到它们在 20 世纪重新出现。

但事实是,进化不会抛弃任何鱼类。腔棘鱼和雀类、蕨类植物和鼯猴一样,都受到进化的影响。它们有自己的进化历史——我们只需要去寻找它。这就是日本和非洲的腔棘鱼研究人员 不久前 所做的事情,当时他们评估了印度洋腔棘鱼的遗传多样性。通过他们的研究,他们揭示了腔棘鱼变化历史的一小部分。

多年来,腔棘鱼在印度洋的几个地方都出现过,但其中大多数是在 科摩罗群岛 发现的。在八十年代后期,汉斯·弗里克 拍摄了腔棘鱼如何栖息在科摩罗周围的岩石裂缝和洞穴中。晚上,他看到它们沿着上升和下降的水流漂流,用它们的鳍作为稳定器,偷偷靠近毫无戒心的鱼。用扇形尾巴短暂一划,突然而有力的咬合,它们的猎物就消失了。

其他腔棘鱼在马达加斯加、南非、莫桑比克和肯尼亚海岸被捕获,但这些鱼被 否定 为迷路者。生物学家推断,腔棘鱼无法在莫桑比克和南非附近平坦而多沙的海底生存。他们推测强大的洋流将这些生物从科摩罗冲走了。这些走投无路的漂流者注定要死亡。

但有证据表明,这些迷路者代表着不同的腔棘鱼种群。地质学家 已经确定 了南非和莫桑比克附近的几个海洋峡谷,腔棘鱼可以在其中生存。自 2003 年以来,每年在坦桑尼亚附近捕获 几十条 腔棘鱼。这些不太可能都是迷路者。的确——当海洋生物学家让遥控潜水器下降到坦桑尼亚水域时,他们能够拍摄到九条活腔棘鱼的镜头。这会是腔棘鱼在印度洋的第二个家园吗?

几个月前发表的论文 中,研究人员比较了坦桑尼亚和科摩罗腔棘鱼的 DNA。他们发现一些坦桑尼亚鱼携带独特的遗传变异。这些变异在任何科摩罗鱼或任何其他地方都没有发现。对于在坦桑尼亚北部捕获的腔棘鱼尤其如此。该团队认为他们的结果表明,坦桑尼亚北部的腔棘鱼与南部和科摩罗的腔棘鱼形成独立的繁殖种群。后两个种群在遗传上更接近。

研究人员认为,坦桑尼亚和科摩罗腔棘鱼的最后共同祖先生活在至少 20 万年前。为了让您对时间有所概念:大约在同一时间,第一个现代人类行走了地球。研究人员使用一种简单的技术得出了这个估计,即 分子钟:两个谱系之间存在的遗传差异越大,它们分歧的时间就越长。但校准时钟可能很棘手。使用不同的校准点,研究人员将这两个种群的分裂时间追溯到几百万年前。

无论确切的数字是多少,事实是印度洋蕴藏着不同的腔棘鱼种群。如果科摩罗群岛是腔棘鱼的祖籍地,那么一些鱼已经收拾东西并在其他地方定居。如果有足够的时间,这些种群可能会进化成不同的物种。我们知道这在过去已经发生过,因为今天有两种腔棘鱼存活。除了 西印度洋腔棘鱼 之外,还有 第二种 腔棘鱼,是在二十年前在印度尼西亚附近的一个当地鱼市场发现的。

科学家们刚刚开始收集和测序腔棘鱼的 DNA。到目前为止,在遗传研究(包括这项研究)中分析的 DNA 量仍然很少。随着更多序列的可用,更多关于腔棘鱼持续进化的证据将会浮出水面。

让我们把“活化石”这个 愚蠢的概念 抛在脑后。观看上面的影片,看看腔棘鱼如何通过微妙的鳍部运动在水流中航行。惊叹于这些生物所做的神秘的头朝下倒立。凝视它的眼睛,看看光线是如何反射回来的。这些生物不是化石。它们非常有活力。

正如史密斯在 宣布发现第二份标本的论文 中写道:

“许多成功的现代鱼类似乎不如腔棘鱼那样具备生存能力。[..] 腔棘鱼几乎不能被视为退化的鱼类。它们显然充满活力。”


参考文献

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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

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