古老的硬骨鱼揭示了鲨鱼的进化之路

CT扫描生成的Minjinia turgenensis头骨的虚拟三维模型。

鲨鱼的骨骼由软骨构成,其密度约为硬骨的一半。众所周知,先有软骨骨骼,后有硬骨骨骼,但人们认为,在硬骨骨骼进化之前,鲨鱼就从进化树上的其他动物中分离出来了;鲨鱼们保持着软骨骨骼,其他鱼类则继续进化出硬骨骨骼。

近日,由英国伦敦帝国理工学院、自然历史博物馆和蒙古的研究人员领导的一个国际小组发现了一块距今4.1亿年的具有硬骨头骨的鱼类化石,这一新物种是鲨鱼和硬骨动物的古老表亲。

这可能表明,鲨鱼的祖先首先进化出了硬骨,然后又丢失了这一特征,而非在超过4亿年的时间里一直保持着最初的软骨状态。

相关论文于当地时间9月7日发表在《自然生态与进化》杂志上。

帝国理工学院生命科学系的首席研究员Martin Brazeau博士说:“这是一个非常出乎意料的发现。传统观点认为,硬质内骨骼是4亿多年前从鲨鱼祖先分离出来的谱系的一个独特创新,但该证据明确表明,鲨鱼和人类的共同表亲也拥有硬质内骨骼。”

研究人员在蒙古发现了一块4.1亿年前的不完整鱼头骨,并将这一新物种命名为Minjinia turgenensis,它属于一大类名为“盾壳类”的鱼类,鲨鱼和其他所有的“有颚脊椎动物”都是从该物种进化而来的。

在胎儿发育过程中,人类和脊椎动物的骨骼和鲨鱼一样,都是由软骨组成。但在发育的一个关键阶段中,软骨会被软骨内骨骼取代,最终构成硬质骨骼。

科学家们以前从未发现拥有软骨内骨骼的盾壳鱼,但M. turgenensis的头骨碎片是“完全的软骨内骨骼”。为了避免对单一样本进行过度解读,研究团队还从蒙古收集了大量其他材料进行分类整理,或许还会发现类似的早期硬骨鱼。

如果有进一步的证据支持软骨内骨骼的早期进化,我们可能会对鲨鱼的进化历史有不一样的理解。

Brazeau博士说:“如果鲨鱼有硬骨骨骼,后来又丢失了,这可能是一种进化适应。和硬骨鱼不同,鲨鱼没有鱼鳔,因此,较轻的骨架可以帮助它们在不同深度的水中更灵活地游泳。”

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