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這種用“肺”呼吸的魚吃肉不吐殼

業界 | 2022-05-07 10:27:50
時間:2022-05-07 10:27:50   /   來源: 科技日報      /   點擊數:()

作為魚類的傳奇,肺魚不僅可以離開水生活,而且可以吃肉不吐“骨頭”。

《自然·通訊》近日發表了有關肺魚類中的楊氏魚食性方面的最新研究成果??蒲腥藛T通過研究兩件4.1億年前的楊氏魚化石標本發現,楊氏魚具有齒板和強大的咬合力,能夠捕食帶有硬殼的無脊椎動物;同時,研究揭示肺魚類在演化初期的700萬年內經歷了快速輻射演化,并成為泥盆紀多樣性最高的肉鰭魚類。

“這項研究不僅為揭示肺魚類食性相關結構的初始變化提供了關鍵化石證據,而且提出了一個關于肺魚類的食殼性起源的全新假說。”5月5日,中科院院士、中科院古脊椎所研究員朱敏強調。

肺魚是一類可以用“肺”呼吸的肉鰭魚。它們的“肺”其實是特化的魚鰾,能吸收空氣。這一特殊技能使得肺魚可以擺脫水的束縛,在河水干涸之際,潛入洞穴躲在分泌物形成的繭中,等待雨季的到來。

除此之外,肺魚還是一種能“啃硬骨頭”的魚,它們咬合力強大,一些帶殼的無脊椎動物也是它們的捕食對象。這種能夠吃帶殼動物的特殊技能,被生物學家稱為食殼性或甲食性。

朱敏介紹,泥盆紀早期的希望奇異魚被認為是最原始的肺魚,它已經具有了典型的肺魚食殼性特征,比如,有發達的齒板與短而粗壯的下頜。而楊氏魚的系統發育位置較奇異魚更為原始。

“因此,楊氏魚是研究肺魚類食殼性起源的關鍵。”朱敏強調。

近年來,中科院古脊椎所的研究人員在化石發掘工作中采獲了眾多楊氏魚標本。“幸運的是,其中兩件標本保存了楊氏魚的舌弓、鰓弓及腭部結構,為解答肺魚類食殼性相關特征的起源時間與出現順序帶來了曙光。”朱敏說。

通過研究楊氏魚的解剖學結構,研究人員還原了楊氏魚的進食方式:主要使用粗鈍的大牙碾碎獵物,而齒板上那些較小的牙齒則起到輔助固定作用。

朱敏表示,肺魚類一出現就顯示出高度的特異性,并且多樣性非常高,被認為在演化階段初期經歷了快速演化。

研究人員采用貝葉斯末端定年法定量分析了古生代肺魚類的系統發育關系、分化時間及特征的演化速率,分析結果顯示,在志留紀晚期至早泥盆世洛赫考夫期末之間一個約700萬年的窗口期,肺魚類起源并經歷了快速演化。更重要的是,肺魚和取食相關的特征明顯比其他特征具有更高的演化速率。

相反,肺魚形類的另一個主要分支孔鱗魚類的形態特征則相對保守,多樣性比較低,最終在泥盆紀末期滅絕。

“肺魚類的成功很可能得益于演化初期在食性上的快速演化,使其開辟出新的生態空間,而先驅楊氏魚恰好記錄了這一關鍵革新的初始狀態。”朱敏解釋道。(陸成寬)

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