作者:Martin Brazeau 来源:《自然》 发布时间:2023/11/6 21:44:41
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科学家揭示脊椎动物成对附肢演化新证据

 

一项英国科学家主导的研究表明,脊椎动物的肩膀部分起源于古代鱼类的鳃弓,即环绕喉咙的弯曲支撑。相关论文11月1日发表于《自然》。

人类能够解放双手,成为地球的主宰,离不开脊椎动物成对附肢的演化。胚胎和化石证据证明,人类的四肢从鱼类的偶鳍演化而来,然而,鱼类偶鳍的起源仍是一个困扰学术界的百年难题。

长期以来,学术界对主要有两种流行的学说:“鳃弓假说”和“鳍褶假说”。前者认为,鱼类成对的偶鳍最初可能是由鳃弓演变而来。后者则认为,鱼类偶鳍最初是从沿着鱼类体侧壁的腹侧鳍褶演化而来。

已灭绝古鱼类的艺术重建图。图片来源:ENTELOGNATHUS/WIKIMEDIA COMMONS

针对这一问题,论文通讯作者、英国帝国理工学院的古生物学家Martin Brazeau说:“手臂和腿起源于古代鱼类的侧褶是有道理的,但是肩部更为复杂,因为它与头部及其肌肉组织有联系。如何做到这一点,一直是个谜。”

Brazeau用计算机断层扫描技术,观察了一种名为西伯利亚早泥盆世斑尾鱼脑部细节。他对这种鱼类脑后的一个裂口很感兴趣,这个裂口曾经是软骨的所在地。他想知道这里的软骨是否曾经与鳃弓相连。

随后,Brazeau和他的同事重新审视了古鱼类化石,甚至追溯到瑞典古生物学家于1927年绘制的图纸。通过比较西伯利亚早泥盆世斑尾鱼脑部的裂口位置与其他化石中的裂口位置,研究人员得出结论:它确实代表了过去脊椎动物脑部和鳃弓最尾端的一个连接点。

此外,这个裂口可能是第六鳃弓区域是一个解剖学地标,它将头部和躯干组织分开。这一区域有一处特殊的肌肉,由头部组织发育而成,很可能有助于控制胸和腰部,相当于人类的斜方肌。

未参与该工作的日本理化学研究所生物系统动力学研究中心的进化形态学家Shigeru Kuratani说:“这篇论文可能是朝着最终解决这一问题迈出了重要一步。” (来源:中国科学报 孟凌霄)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06702-4

 

 
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