百科探秘·海底世界(2018年5月期)

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腔棘鱼:比恐龙更古老的“活化石”


  ■马晓惠
  腔棘鱼:从鱼类向两栖类进化的重要物证
  腔棘鱼又称“空棘鱼”,因脊柱中空而得名。人们最早见到它还是一块泥盆纪中期的化石,曾广泛分布于古新世及中新世的不同水体中。这意味着,腔棘鱼比大名鼎鼎的恐龙还要古老。
  腔棘鱼是肉鳍鱼纲腔棘鱼目的鱼类,包含了最古老的有颔下门分支。它们的共同特征是胸鳍和臀鳍都是肉质的,尾巴和背鳍分叉成三叶,脊索延伸至中叶。它的颅骨前端有一种被称为“吻部器官”的特殊感电器。科学家认为这是用来感知猎物以及平衡身体的。
  几亿年前,总鳍鱼类离开了熟悉的水域,爬上陆地生活,并由此演化出丰富多样的陆地动物。腔棘鱼作为总鳍鱼家族成员之一,是鱼类向两栖类进化的重要物证,对研究生物演化具有不可替代的作用。
  矛尾鱼:被时间遗忘的“沧海遗珠”
  在过去很长时间里,科学家都以为腔棘鱼最晚在白垩纪末就已全部灭绝。1938年,渔民在南非海域发现了一种奇怪的蓝鱼,因其尾巴形状似矛,故命名为“矛尾鱼”。研究发现,这条被捕获的蓝鱼竟然是“已灭绝”的腔棘鱼家族成员。
  1997年,在印尼苏拉威西岛又发现了一种奇特的鱼。这种鱼的外形酷似矛尾鱼,不同的是体色呈褐色。经DNA测试后发现,这种鱼与之前发现的矛尾鱼在基因上有所不同,应该是矛尾鱼的另一个种。而分子分析则表明,这两个种的分支时间大约在4000万年-3000万年前。这种新发现的鱼被命名为“印尼矛尾鱼”,而之前发现的那条则更名为“西印度洋矛尾鱼”。与其他腔棘鱼相比,出现在三叠纪(距今约2.5亿年前)的矛尾鱼更为年轻。矛尾鱼与已发现的腔棘鱼化石在构造上有许多相似之处,因而被称为“活化石”。
  矛尾鱼的视觉能力很强,水深和黑暗都不足以影响它们的生存,关键在于水温。它们喜欢生活在14℃-22℃的水温环境中,一旦水温超过该范围,矛尾鱼就会主动上浮或下潜以寻求最佳水温环境。
  有些科学家认为,矛尾鱼能够随意降低代谢率,以接近冬眠的状态下沉到较难生存的深海处。或许,这也是人们不常见到矛尾鱼的原因之一吧!
  矛尾鱼身世大揭秘
  约3.7亿年前,水中的主要脊椎动物是鱼类。当时的鱼类大致可分为辐鳍鱼类和肉鳍鱼类。辐鳍鱼类用尾巴作为推进器,用鳍承担平衡和调整方向的重任,以适应水中生活。肉鳍鱼类则只能用肉鳍当“桨”,在水中“划”行,显得有些笨拙。
  面对更善于游泳的竞争对手辐鳍鱼类,肉鳍鱼类总显得有些力不从心。只有旱季来临时,后者的优势才会显现出来。炽烈的日光炙烤着大地,辐鳍鱼类和肉鳍鱼类生活的水塘渐渐干涸了。游泳能手辐鳍鱼类只能躺在干涸的水塘里等死,“笨拙”的肉鳍鱼类却能借助肉鳍,蹒跚爬上陆地,去寻找新的水塘。随着时间的流逝,肉鳍鱼类的“鱼生”轨迹出现了180度的戏剧性转变。
  由于长期竞争不过辐鳍鱼类,生活在水中的肉鳍鱼类几乎全军覆没,仅有极少数幸运儿逃过一劫。矛尾鱼便是幸存者之一。为了生存,它们迁移到更安全的深海里,过起了深居简出的潜伏生活。因为潜伏得太成功,矛尾鱼也被列入灭绝生物的名单,直到1938年才从名单上被划去。
  经由漫长的演化,肉鳍鱼类中出现了更适合陆地生活的特殊分支。与其他肉鳍鱼类相比,这些特殊分支在陆地上移动得更自如,停留的时间也更长。它们选择在陆地生活的同时,也选择了更为精彩的“鱼生”:从鱼类演化为两栖类,再从两栖类进化到爬行类……最终演化成为所有陆地脊椎动物(包括人类)的祖先。
  斯密斯教授的追鱼行动
  1938年圣诞节前夕,一艘拖网渔船在南非东伦敦附近的海域捕获了一条外形奇特的大鱼。
  渔船回港后,这条近2米长的怪鱼与其他渔获一起被堆放在码头上。它的主人瑞克船长向众人夸口:“世上再也找不到如此奇特的鱼了!”
  南非东伦敦博物馆馆长拉蒂迈女士,正好从码头经过。她注意到这条长着“四肢”的怪鱼,就好奇地向它的主人打听情况。瑞克船长表示谁也没见过这种怪鱼,并表示怪鱼刚捕捞上来时是美丽的深蓝色,后来才变成了难看的灰色。这更引起了拉蒂迈女士的兴趣,她决定把这条怪鱼带回去研究。
  回家后,拉蒂迈女士找出了家中所有与鱼类有关的藏书,试图从中找出这条怪鱼的来历。但是她翻遍了所有的书,也没能找到有用的信息。她又寄希望于藏书更丰富的图书馆。她翻遍了馆藏的所有专业书籍和鱼类图鉴,仍没找到有关这条鱼的任何线索。为了搞清这条怪鱼的来历,她给南非著名的鱼类学家史密斯教授发去了求助信,并附上了手绘的怪鱼草图。
  当史密斯教授看到那张草图时,一眼就认出这就是被科学界认为灭绝了至少6500万年的腔棘鱼。他立刻给拉蒂迈女士发了电报,表示自己会马上过去,叮嘱她一定要保管好这条珍贵的腔棘鱼。
  史密斯教授发完电报后,立即动身去东伦敦。当时南非各地的路况非常差,他抵达博物馆时,已是2个月后了……虽然怪鱼因为保存不善而腐烂,但是史密斯教授仍坚持认为这就是腔棘鱼。他对拉蒂迈女士说,你的发现会让全世界的生物学家为之雀跃不已!
  史密斯教授认为腔棘鱼可能是打开生物进化之谜的钥匙,极具研究价值。他根据这条怪鱼的特征为其命名“矛尾鱼”,不过当地人更乐意称它为“拉蒂迈鱼”。这条矛尾鱼已经高度腐烂,无法再做进一步的研究,必须找到新的矛尾鱼才能继续研究工作。在亲自出海抓鱼未果的情况下,史密斯教授决定“悬赏找鱼”。他印制了大量传单,广为散发。传单上不仅印有腔棘鱼图案,还印有英语、法语和葡萄牙语的“如有发现此鱼者,奖励100英镑”字样。轰轰烈烈的找鱼行动才刚开始,就因为第二次世界大战的爆发而中断了。
  “二战”结束后,对腔棘鱼念念不忘的史密斯教授再次启动了“追鱼行动”。他坚信这条腔棘鱼一定有同伴,只是尚未被发现而已。时间一天天过去,腔棘鱼杳无音信。史密斯教授不禁陷入了自我怀疑:莫非自己的推测是错的?
  几近绝望之际,史密斯教授收到来自科摩罗群岛的电报。电报上说:“我们捕到了疑似腔棘鱼的鱼,盼望您的到来”。为了避免重蹈覆辙,史密斯教授专门乘坐军用飞机赶往科摩罗群岛。这次他终于如愿见到了腔棘鱼:为了防腐,这条身长1.5米、体重约58千克的腔棘鱼,不仅被注射了福尔马林,还用盐腌了起来。
  第二条腔棘鱼出现在1952年,距离发现第一条腔棘鱼已经过去了14年。起初,激动的史密斯教授一厢情愿地认为,新发现的腔棘鱼不同于之前的矛尾鱼,应属于另一个种,后来才意识到这是个“乌龙事件”。所谓“不同”,只是这条腔棘鱼在捕获时受了伤,失去了它的第一背鳍而已。

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