“水上滑翔”的史前起源
- 發佈時間：2015-01-15 06:06:54 來源：經濟日報 責任編輯：羅伯特
在浩瀚無垠的海洋中，有一種聞名遐邇的飛魚。它們破浪而出，就像群鳥掠過海空，堪稱一大自然奇觀。
最新一期的英國皇家學會《生物學報》刊發了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所徐光輝、趙麗君和沈辰辰的一項研究成果：“史前飛魚的體內受精證據和水上滑翔起源”。該發現代表了飛魚類最原始最古老的化石記錄，為研究史前飛魚的生殖方式和水上滑翔起源提供了新的證據。同時，這項發現也增進了我們對中三疊世時期古特提斯洋生態複雜性的認識，對二疊紀末生物大滅絕後的古生態系統變化研究有非常重要的意義。
在動物王國中，會飛的脊椎動物不少，但在長達4億多年的硬骨魚類進化歷史中，水上滑翔機制只出現過兩次，分別出現在2億多年前的胸鰭魚科和現代的飛魚科。因為現代飛魚類化石稀少，我們尚不清楚飛魚類如何形成這種水上滑翔能力，但是滅絕的飛魚物種化石或許能夠讓我們了解這些飛魚類生物是如何進化出滑翔能力的。
此前，中科院古脊椎所和浙江自然博物館組成的研究小組在貴州省發現一種距今約2.4億年的史前飛魚類化石：精美烏沙魚。根據精美烏沙魚以及其他史前飛魚化石的研究，徐光輝等提出了一個“頭部特化-尾下葉加長-胸鰭變大-鱗片退化”的史前飛魚演化序列，認為飛魚類的水上滑翔是逐步進化而成的：首先，它們頭部特化可能幫助它們生活于上層水域；隨後，進化出非對稱尾鰭以幫助它們從水中彈射出來；再然後，進化出幫助它們在空中滑翔的大胸鰭；最終，鱗片退化使得它們體重減輕以增進滑翔的效能和機動性。
脊椎動物的受精方式可分體外受精和體內受精。大部分的現代魚類均為體外受精。為了適應海洋表層水域生活和繁殖，現代飛魚的産卵習性很特別，它們産下來的卵需要附著在海面的漂浮物上，例如馬尾藻的下面，甚至連漂浮的竹竿或雜物也可以利用。通過對精美烏沙魚和其他史前飛魚化石的研究，徐光輝等認為，史前飛魚的生殖方式與現代飛魚不同，是體內受精的。也就是説，史前飛魚類生下來就是小魚，就和人類、鯨魚和卵胎生真骨魚類似。保存十分完好的史前飛魚化石顯示，其雄性個體的臀鰭條十分特別，末端帶有一些鉤子。研究人員據此推測，史前飛魚的交配過程與現代卵胎生真骨魚類似，雄魚的臀鰭在肌肉的幫助下勃起，向前伸到雌魚的身體下方泄殖腔內，雄魚用臀鰭條末端的鉤子抓住雌魚，以幫助順利完成體內受精過程。
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