魚類的演化

撰文｜栗 米

魚類作為地球上最古老的脊椎動(dòng)物的一個(gè)類群，其漫長(zhǎng)的演化歷史一直是眾多生物學(xué)家感興趣的問題。魚類的出現(xiàn)，標(biāo)志著從低等、原始的無脊椎動(dòng)物向脊椎動(dòng)物進(jìn)化的一個(gè)質(zhì)的飛躍；魚類的發(fā)展、演化又提出了脊椎動(dòng)物進(jìn)化的明顯譜系。一切高等動(dòng)物，兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類，甚至是我們?nèi)祟?，都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。

研究古生物通常以化石材料為依據(jù)?？茖W(xué)家通過放射性同位素來測(cè)定巖石的絕對(duì)年齡，并劃分成不同的地質(zhì)年代。這些地質(zhì)年代中保存下來的古生物，記錄了當(dāng)時(shí)的環(huán)境條件和生物信息，經(jīng)過千萬(wàn)年的沉積，形成化石，成為研究地質(zhì)歷史和生物進(jìn)化史的重要根據(jù)。

魚類的化石并不十分豐富，但它們依然能夠展示出古今各種魚類產(chǎn)生、發(fā)展的過程。最早的魚類化石沉積在寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)的巖石里，距今已有約4億年的歷史了。通過對(duì)化石的研究，人們知道這種最早的魚類生活在咸水環(huán)境里，或者說是生活在海洋中。它們的身體外面披有鎧甲一樣堅(jiān)硬的外骨骼，具有扁平的前背甲。由于它們沒有頜，所以被稱為無頜類。這種古老的魚類因?yàn)榇┝恕凹纂小?，所以不能過游泳生活，只能生活在水底的沉積物中，是一種不會(huì)游泳的魚類。無頜類的內(nèi)骨骼沒有被保存下來，所以科學(xué)家們推測(cè)它們具有軟骨骼，就像我們現(xiàn)在常見到的軟骨魚類——鯊魚和鰩魚一樣。

甲胄魚化石

盾皮魚

盾皮魚化石

大量完整的無頜類化石是在泥盆紀(jì)的沉積層中找到的，泥盆紀(jì)可以算是魚類的初生時(shí)代。中生代的侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)，是魚類的中興時(shí)代。新生代時(shí)，各種古今魚類共存于海洋和地球上的其他水域中，魚類家族達(dá)到全盛時(shí)代。

在無頜魚類的基礎(chǔ)上，最早的有頜魚類也發(fā)展了。最初的頜是由幾個(gè)硬骨鰓弓進(jìn)化而來的。鰓弓最初埋在肌肉里，在進(jìn)化的過程中，頜與頭部背甲融為一體，從而形成了一個(gè)更堅(jiān)固、更有效率的進(jìn)食器官——咀嚼器。

原始有頜類也稱為盾皮魚，它們?cè)谀嗯杓o(jì)盛極一時(shí)，但到泥盆紀(jì)末已經(jīng)大部分滅絕了。一般認(rèn)為，軟骨魚類和硬骨魚類都是由盾皮魚演化而來的，然后分別朝不同的方向發(fā)展。遺憾的是，至今尚未找到十分清楚的證據(jù)證明這個(gè)推

論。一些盾皮魚仍像它們的祖先一樣，具有扁平的身體，但是大多數(shù)都變成了流線型，甲胄也減少了。這種變化使得它們獲得了很強(qiáng)的游泳能力。軟骨魚類也脫去了沉重的甲胄（但仍有背板的痕跡），發(fā)展出更加強(qiáng)勁有力的適用于游泳的肌肉組織。有些科學(xué)家認(rèn)為，軟骨魚類是“原始”魚類，但它們是否真的比硬骨魚類原始，同樣有待證實(shí)。

硬骨魚化石

硬骨魚

甲胄魚這種古老的魚類因?yàn)榇┝恕凹纂小?，所以不能過游泳生活，只能生活在水底的沉積物中，是一種不會(huì)游泳的魚類

有關(guān)脊椎動(dòng)物頜的產(chǎn)生與進(jìn)化的研究，是從上個(gè)世紀(jì)進(jìn)行的胚胎學(xué)研究開始的，它揭示了進(jìn)化中的一個(gè)重要過程。頜的出現(xiàn)，說明動(dòng)物的某個(gè)新的重要特征的出現(xiàn)可以使一個(gè)類群的生活領(lǐng)域擴(kuò)大到以往不能生活的地區(qū)。這以后，魚類得到了迅速的發(fā)展，成為今日最普遍的游泳生物類群。

硬骨魚最初生活在淡水里，后來逐漸向海洋伸展，終于成為海洋中魚類的優(yōu)勢(shì)類群。在進(jìn)化過程中，它們產(chǎn)生了內(nèi)部硬骨骼，把僵硬的甲胄變成了薄薄的鱗片，從而使動(dòng)作敏捷靈活，提高了運(yùn)動(dòng)速度。

硬骨魚有兩個(gè)類群，其中輻鰭魚類在數(shù)量和種類上都大大超過另一種魚類——內(nèi)鼻孔魚類。內(nèi)鼻孔魚類包括一些形態(tài)和構(gòu)造都很特殊的原始種類，它們具有內(nèi)鼻孔構(gòu)造，可以把嘴巴閉上而并不影響呼吸。

內(nèi)鼻孔魚類今天能見到的只有肺魚和矛尾魚。矛尾魚屬空棘目腔棘綱，在1938年以前一直被科學(xué)家認(rèn)為是已經(jīng)滅絕了的種類。第一條活著的矛尾魚是1938年被一名漁民在非洲東南海岸捕到的，這一發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)轟動(dòng)世界。后來人們又陸續(xù)捕捉到這種魚，從而證實(shí)這一古老的魚類仍然生活在現(xiàn)代的海洋里。腔棘魚的重要特征是鰭成葉狀，具有肌肉，并有相連的輻棘，從而使一些魚可以在陸地上爬行。它們與兩棲類有密切的親緣關(guān)系，科學(xué)家認(rèn)為兩棲類就是從此演化而來的。