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古鱼类通过头顶气孔呼吸 成"弃腮用肺"进化关键

http://www.kexue.com 2014-02-21 09:21:21 凤凰科技  发表评论


依靠空气呼吸的鱼类,例如小花恐龙,揭示了四足动物是如何进化出呼吸的能力

格格纳瑟斯鱼的呼吸孔(右图)。多鳍鱼(左图)身上也观察到相同的呼吸能力,它是现代活着的最原始的多骨鱼

  近日有关四足动物是如何进化出呼吸空气的能力的百年谜题终于解开了。科学家们声称这种能力是从古代格格纳瑟斯鱼(gogonasus)传递下来的——一组被科学家们认为是首批陆生动物进化祖先的鱼类群体。他们相信格格纳瑟斯鱼是利用头部上方名为“呼吸孔”(spiracles)的小洞进化出呼吸能力的。

  在多鳍鱼身上,小的阀门会打开呼吸孔上方的盖子,使得每次鱼浮出水面时空气能够吸入和喷出。格格纳瑟斯鱼身上相同的孔通过进化逐渐变成耳咽管。“在此之前,我们只有鱼类朝陆生动物进化时呼吸能力的起源的理论而已。” 弗林德斯大学的古生物学家约翰-朗(John Long)教授说道。

  “自19世纪早期起,科学家们就拥有鱼类是如何进入陆地、呼吸空气并长出四肢的古怪想法。我们的研究显示这种转变其实在鱼类仍处于水里时就已经开始了。透过呼吸孔呼吸使得鱼类获得进化优势,它们在浮出水面呼吸时还能密切关注捕食者的动态。”

  作为研究的一部分,基于斯克里普斯研究所的一支研究小组观察了多鳍鱼物种长达360个小时,并测量了它们吸入的氧气量。朗教授表示多鳍鱼的发现是例如格格纳瑟斯鱼等化石具备透过呼吸孔呼吸空气能力的“确凿证据”。“其它同年代的肉鳍鱼类化石显示了头部顶部具有大型呼吸孔,已知最早的四足动物化石的头顶部也有巨大的开孔。”

  “所有的证据都指向了这些鱼类具备透过呼吸孔吸入空气的能力,这作为第一种呼吸的类型帮助它们最终离开水里进入陆地。”郎教授表示一旦肉鳍鱼的四足后裔抛弃了水里的生活,它们透过呼吸孔呼吸的能力就逐渐退化,继而通过嘴巴和鼻孔呼吸,就和现代人类一样。

  “如果这些史前鱼类没有这类透过头顶呼吸的大胆进化性实验,我们可能不会进化出如此敏锐的听力。”郎教授说道。

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