這種用“肺”呼吸的魚吃肉不吐殼
作為(wei) 魚類的傳(chuan) 奇,肺魚不僅(jin) 可以離開水生活,而且可以吃肉不吐“骨頭”。
《自然·通訊》近日發表了有關(guan) 肺魚類中的楊氏魚食性方麵的最新研究成果。科研人員通過研究兩(liang) 件4.1億(yi) 年前的楊氏魚化石標本發現,楊氏魚具有齒板和強大的咬合力,能夠捕食帶有硬殼的無脊椎動物;同時,研究揭示肺魚類在演化初期的700萬(wan) 年內(nei) 經曆了快速輻射演化,並成為(wei) 泥盆紀多樣性最高的肉鰭魚類。
“這項研究不僅(jin) 為(wei) 揭示肺魚類食性相關(guan) 結構的初始變化提供了關(guan) 鍵化石證據,而且提出了一個(ge) 關(guan) 於(yu) 肺魚類的食殼性起源的全新假說。”5月5日,中科院院士、中科院古脊椎所研究員朱敏強調。
肺魚是一類可以用“肺”呼吸的肉鰭魚。它們(men) 的“肺”其實是特化的魚鰾,能吸收空氣。這一特殊技能使得肺魚可以擺脫水的束縛,在河水幹涸之際,潛入洞穴躲在分泌物形成的繭中,等待雨季的到來。
除此之外,肺魚還是一種能“啃硬骨頭”的魚,它們(men) 咬合力強大,一些帶殼的無脊椎動物也是它們(men) 的捕食對象。這種能夠吃帶殼動物的特殊技能,被生物學家稱為(wei) 食殼性或甲食性。
朱敏介紹,泥盆紀早期的希望奇異魚被認為(wei) 是最原始的肺魚,它已經具有了典型的肺魚食殼性特征,比如,有發達的齒板與(yu) 短而粗壯的下頜。而楊氏魚的係統發育位置較奇異魚更為(wei) 原始。
“因此,楊氏魚是研究肺魚類食殼性起源的關(guan) 鍵。”朱敏強調。
近年來,中科院古脊椎所的研究人員在化石發掘工作中采獲了眾(zhong) 多楊氏魚標本。“幸運的是,其中兩(liang) 件標本保存了楊氏魚的舌弓、鰓弓及齶部結構,為(wei) 解答肺魚類食殼性相關(guan) 特征的起源時間與(yu) 出現順序帶來了曙光。”朱敏說。
通過研究楊氏魚的解剖學結構,研究人員還原了楊氏魚的進食方式:主要使用粗鈍的大牙碾碎獵物,而齒板上那些較小的牙齒則起到輔助固定作用。
朱敏表示,肺魚類一出現就顯示出高度的特異性,並且多樣性非常高,被認為(wei) 在演化階段初期經曆了快速演化。
研究人員采用貝葉斯末端定年法定量分析了古生代肺魚類的係統發育關(guan) 係、分化時間及特征的演化速率,分析結果顯示,在誌留紀晚期至早泥盆世洛赫考夫期末之間一個(ge) 約700萬(wan) 年的窗口期,肺魚類起源並經曆了快速演化。更重要的是,肺魚和取食相關(guan) 的特征明顯比其他特征具有更高的演化速率。
相反,肺魚形類的另一個(ge) 主要分支孔鱗魚類的形態特征則相對保守,多樣性比較低,最終在泥盆紀末期滅絕。
“肺魚類的成功很可能得益於(yu) 演化初期在食性上的快速演化,使其開辟出新的生態空間,而先驅楊氏魚恰好記錄了這一關(guan) 鍵革新的初始狀態。”朱敏解釋道。(陸成寬)
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