中國和瑞典科學(xué)家在4日出版的《自然》雜志上報告說,他們從中國云南境內(nèi)的一種古魚類化石上發(fā)現(xiàn)了陸生脊椎動物鼻孔進(jìn)化的過程,,結(jié)束了學(xué)術(shù)界就這個問題近百年的爭論。
化石記錄表明,,包括人類在內(nèi)的陸生脊椎動物(即四足動物)是在3.6億年前從硬骨魚類中的肉鰭魚類分化而來的,。大部分現(xiàn)代魚類都有4個外鼻孔,并且與口腔和喉嚨無關(guān),,水從一對鼻孔進(jìn),,從另一對鼻孔出。而陸生脊椎動物則有兩個通向外界的外鼻孔,,還有兩個長在喉嚨附近的后鼻孔,。
很多生物學(xué)家認(rèn)為,,陸生脊椎動物的后鼻孔是外鼻孔經(jīng)過上百萬年的演化,,逐漸轉(zhuǎn)移到喉嚨附近而形成的。但是,,要說明這一點(diǎn),,就必須找到鼻孔穿過牙齒,進(jìn)入口腔的生物化石,,而此前發(fā)現(xiàn)的古生物化石都沒有這樣的特征,。
不過,中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所的研究員朱敏和瑞典烏普薩拉大學(xué)的佩爾·阿爾貝里發(fā)現(xiàn),,在云南發(fā)掘到的原始肉鰭魚肯氏魚化石表明,,這種動物上唇裂為兩半,裂唇下方有一對鼻孔,,它們既不朝外,,也不朝里,正好在一排牙齒中間,,從而證明了鼻孔由外向里的演化過程,。另外,已知的動物沒有同時具有一對后鼻孔和兩對外鼻孔的事實(shí),,也從另一個方面支持了上述理論,。
阿爾貝里在接受英國媒體采訪時說,人類胚胎在發(fā)育過程中,,上腭同樣位置也會出現(xiàn)一個缺口,,通常會在發(fā)育后期閉合,否則新生兒就會出現(xiàn)兔唇,。
從魚類進(jìn)化到四足動物,,這已是進(jìn)化論一個不爭的事實(shí)。然而,,魚類是如何一步一步地登上陸地,,如何獲得適應(yīng)陸地生活的身體構(gòu)造卻是科學(xué)家們長年探索的課題。內(nèi)鼻孔的起源就是其中爭論激烈的一個問題,在11月4日出版的英國《自然》雜志上,,中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所朱敏博士和瑞典科學(xué)家阿爾伯格博士通過合作研究給出了一個解答,。他們通過對在我國云南曲靖發(fā)現(xiàn)的一種名為“肯氏魚”化石的研究,證實(shí)了內(nèi)鼻孔從外鼻孔“漂移”而來,,并確立了內(nèi)鼻孔和后外鼻孔之間的同源關(guān)系,。同期配發(fā)的評述文章稱,“這是一個已爭論了上百年的問題,,新的資料實(shí)際上給出了一個明確的答案,。”
朱敏介紹說,包括我們?nèi)祟愒趦?nèi)的所有四足動物都用肺進(jìn)行呼吸,。因此,,他們必須要有與外鼻孔相通的內(nèi)鼻孔,這樣才能使外面的空氣順利地進(jìn)入到肺,,保證動物對氧氣的需要,。內(nèi)鼻孔形成鼻腔和口腔之間的通道,當(dāng)口閉合時或動物取食時就成為四足動物呼吸的唯一通道,。
上世紀(jì)90年代,,張彌曼院士和朱敏博士發(fā)現(xiàn)的“肯氏魚”化石,生活在距今已有三億九千萬年的年代中,。其后的研究表明,,肯氏魚是四足形動物最原始的種類。四足形動物包括四足動物和它們?nèi)栽谒猩畹淖嫦裙趋[魚類等,,具有一對內(nèi)鼻孔和一對外鼻孔,。而其他的魚類有兩對外鼻孔,沒有內(nèi)鼻孔,。對于內(nèi)鼻孔的起源問題,,肯氏魚一下子處于一個非常關(guān)鍵的位置。然而,,由于化石材料的限制,,肯氏魚的初步研究對于其鼻孔特征并沒有給出答案。
2000年以來,,朱敏博士領(lǐng)導(dǎo)的課題組在肯氏魚的原產(chǎn)地連續(xù)組織了幾次野外發(fā)掘,,發(fā)現(xiàn)了一大批新的化石材料。通過細(xì)致的標(biāo)本修理和室內(nèi)研究,,他們在對肯氏魚的研究上獲得了重要進(jìn)展,,為探討內(nèi)鼻孔起源問題提供了一個關(guān)鍵證據(jù)。
新成果表明,,肯氏魚正處于從外鼻孔向內(nèi)鼻孔過渡的階段,。對于外鼻孔從頭的外側(cè)“漂移”到內(nèi)側(cè)形成內(nèi)鼻孔這一假說,,過去一直很難解釋它們?nèi)绾慰缭接婶~類的上頜骨和前上頜骨所構(gòu)成的頜弓。有意思的是,,肯氏魚的頜弓雖然仍由上頜骨和前上頜骨組成,,但前后并不相接,中間有一個間隙,,這就是肯氏魚后外鼻孔的位置,。該研究意味著,在肉鰭魚類進(jìn)化中,,存在一個上頜骨和前上頜骨裂開然后又重新相接的過程,,這就為鼻孔的“漂移”提供了通道。