大多數魚種依靠它們的鰓在水下呼吸。不太廣為人知的是，像其他動物的腎臟一樣，魚鰓控制著它們血液的pH值和鹽分平衡。這種鮮為人知的魚鰓功能被稱為”離子調節”，歷來被認為是與呼吸同步進化的。然而，發表在《自然》雜誌上的一項令人驚訝的新研究為魚鰓的進化史引入了一個新的、早期的章節。

根據不列顛哥倫比亞大學動物學家令人驚訝的新研究，在進化成幫助脊椎動物在水下呼吸之前，鰓在調節血液的鹽分和pH值平衡方面發揮了早期和同樣重要的作用。資料來源：Rashpal Dhillon, Rush Studio

“我們的工作表明，我們蠕蟲類祖先的早期、簡化的鰓在離子調節中發揮了重要作用。”領導這項研究的英屬哥倫比亞大學（UBC）動物學家Michael Sackville博士說：”這種作用可能早在鰓誕生之初就已經產生了，遠在它們在呼吸中發揮任何作用之前。這翻轉了我們對鰓和鰓功能如何演變的理解。”

不列顛哥倫比亞大學的研究人員利用三種有代表性的動物作為基礎，了解鰓是何時以及如何獲得其功能的。資料來源：不列顛哥倫比亞大學的邁克爾-薩克維爾

一個多世紀以來，包括達爾文在內的科學家一直被鰓和肺的進化所吸引。在這項研究之前，人們認為鰓最初是在接近脊椎動物生命之初被用於呼吸和離子控制。在這個傳統的時間軸上，這兩種功能從皮膚同步變成了鰓，幫助脊椎動物從微小的、像蟲子一樣的生物體轉變為較大的、活躍的魚類。這種從”小而蟲”到”大而魚”的轉變是脊椎動物進化中的一個決定性時刻。

這項研究比較了三種今天仍然活著但屬於不同品系的物種：屬於脊椎動物的燈魚，以及屬於脊椎動物近親的文昌魚和橡子蟲。研究人員推斷，這些動物共享的任何鰓的功能都是從一個共同的祖先那裡獲得的，這個祖先被認為在5億多年前就已經存在。

“我們發現，只有在我們的脊椎動物代表中，鰓被用於呼吸，而且只是隨著身體大小和活動的增加，”UBC動物學家和該論文的高級作者Colin Brauner博士說。”但是我們在我們所有三種動物的鰓中發現了離子調節細胞。這使我們能夠追溯到鰓部離子調節的起源，一直追溯到早期的脫毛動物，當時非常簡單的鰓部結構被認為是首次進化的。這一發現支持了早期脊椎動物的鰓首次用於呼吸的經典知識，但為這個故事增加了一個令人興奮的新的、更早的章節，顯然值得進一步研究。”