魚類幼體化石的發現挑戰了長期以來被接受的脊椎動物起源假說
據外媒報導,芝加哥大學、加拿大自然博物館和奧爾巴尼博物館的一項新研究挑戰了一個長期以來的假說,即現代八目鰻的濾食性幼體是遠古時代的遺留物,與包括所有活的脊椎動物的祖先相似。新的化石發現表明,遠古八目鰻幼體更接近現代成年八目鰻,與現代幼體的同類完全不同。該成果於週三發表在《自然》雜誌上。
第一作者Tetsuto Miyashita博士說,八目鰻(一種不尋常的無顎,類似鰻魚的生物)長期以來為脊椎動物的進化提供了見解,他曾是芝加哥大學的研究員,現在是加拿大自然博物館的古生物學家。“八目鰻有一個荒謬的生命週期,”他說。“一旦孵化出來,幼體就會把自己埋在河床裡,在最終蛻變成吸血的成體之前,它們會過濾進食。它們與成年八目鰻的區別很大,以至於科學家們原本以為它們是一群完全不同的魚。”
“現代八目鰻幼體已被用作產生脊椎動物血統的祖先條件的模型,”Miyashita繼續說道。”它們似乎足夠原始,可與蠕蟲類無脊椎動物相媲美,而且它們的特徵符合脊椎動物祖先的首選敘述。但我們沒有證據表明,這樣的初級形態可以一直追溯到脊椎動物進化之初。”
在伊利諾伊州、南非和蒙大拿州新發現的化石正在改變這個故事。研究小組將數十種標本之間聯繫起來後意識到,古代八目鰻生命週期的不同階段被保存下來,使古生物學家能夠追踪它們從幼體到成體的成長過程。在一些最小的標本上,大約只有指甲大小,軟組織保存甚至顯示出卵黃囊的遺跡,表明化石記錄在這些八目鰻孵化後不久就被捕獲。
最關鍵的是,這些幼體化石與現代的同類很不一樣,反而更像現代的成年八目鰻,有大眼睛和有牙齒的吸盤嘴。最令人激動的是,這種表型可以在多個不同種類的古代八目鰻的幼體期看到。
“值得注意的是,我們已經得到了足夠的標本,可以重建幾個獨立的早期八目鰻中從幼體到成體的軌跡,”芝加哥大學有機生物學和解剖學系教授Michael Coates,博士說,“它們都顯示出相同的模式:幼體形態就像一個微型的成體。””
研究人員表示,這些結果挑戰了150年來的進化論,即現代八目鰻幼體提供了深層祖先脊椎動物條件的一瞥。通過證明古代八目鰻從未經歷過在現代物種中看到的相同的過濾器進食階段,研究人員已經“修改”了這種珍惜的祖先模型。
“我們基本上已經把八目鰻從脊椎動物祖先條件的位置上移開了,”Miyashita說。“所以現在我們需要一個替代方案。”
在回顧了化石記錄之後,該團隊現在認為,被稱為甲青魚類的已滅絕的“骨甲魚”可能反而代表了脊椎動物家族祖先的更好的候選者,而現代八目鰻幼體則是一種更近的創新。研究小組認為,濾食性幼體的進化可能使八目鰻得以在河流和湖泊中繁殖。新研究中報導的八目鰻化石都來自海洋沉積物,但現代八目鰻大多生活在淡水中。
研究人員表示,這是一種可以改寫教科書的發現。“八目鰻並不像我們曾經認為的那樣是游泳的時間膠囊,”Coates說。“對於理解脊椎動物多樣性的深層歷史來說,它們仍然是重要的、必不可少的,但我們也需要認識到,它們也有自己的進化和專業化。”