魚是陸地四足動物的祖先嗎?這位82歲的中國古生物學給出了來自遠古的答案!
在生命「進化樹」上,
人類屬於四足動物,
大約在3.8億年前,肉鰭魚類登上陸地,
演化出了四足動物;
但哪一種肉鰭魚類
才是人和魚的最近共同祖先呢?
數百年間,這個「謎」在古生物學界懸而未決。
人類從何而來?
海洋生物是孕育人類歷史的起源嗎?
對古魚類的研究跟今人生活有何關係呢?
這些看起來很深奧的海洋生物問題,
被82歲的中國古生物學家,
給出了最好的科學解釋。
就在上個周的3月22日,
82歲的中國古生物學家張瀰漫,
獲得了由聯合國教科文組織與歐萊雅基金會頒發的
「世界傑出女科學家獎」,
頒獎詞中是這樣闡述她的貢獻:
為水生脊椎動物向陸地演化提供了化石證據。
魚:是陸地四足動物的祖先嗎?
在世界古生物研究界普遍認為:
自從達爾文時代以來,
人們認為包括我們自己在內的
陸地脊椎動物,即四足動物,
是由水中的脊椎動物——魚逐步進化過來的,
特別是要經過肺魚的中間狀態演化而來。
肺魚既能通過鰓呼吸,也能通過肺呼吸,
看起來,好像肺魚和四足動物有著親密親緣關係,
事實是這樣的嗎?
質疑:魚化石揭露真實的海洋生物奧秘
張瀰漫,這位82歲的古生物研究者,
對此提出了深深的質疑,
也讓我們對海洋生物世界有了全新的認識,
而魚化石就是她的研究標本。
在對距今4億年前泥盆紀楊氏魚
和總鰭魚化石進行研究後,
她發現總鰭魚是沒有內鼻孔的,
而沒有內鼻孔,
就證明這種魚類無法離開水在空氣中呼吸,
也就沒有在陸地上生活的基礎,
這說明古總鰭魚是現代兩棲類祖先的觀點
值得商榷。
1982年,她採用連續磨片法、臘制模型的方法,
完成了對泥盆紀原始肉鰭魚類——
楊氏魚頭顱的三維重建。
什麼是連續磨片法?
連續磨片法就是,
把楊氏魚化石封閉在石膏模型中,
每磨去1/20毫米就繪製一張截面圖案,
從而了解其內部結構。
這種方法可以精細復原
楊氏魚腦顱、腦腔及血管、神經通道的結構,
就連採用最新的CT照影法,
也無法得到這樣準確的信息。
她畫了540多張圖,
把它們貼在平整的石頭上,
用熔化的石蠟和蜂蠟,
製作出薄薄的拓片,
再將剖面圖雕刻出來……
最後,所有的剖面「拼裝」出一個
20倍等比例放大的標本。
楊氏魚除了沒有內鼻孔,
張瀰漫還發現它沒有鼻淚管、顱中關節等結構,
這些結構此前同樣被認為是
古總鰭魚是兩棲類祖先的證據,
她同時對比了英、德、法記過收藏的相關標本,
證實了這一發現的普遍性。
隨後,她還對與肺魚更加相像的
奇異魚進行了研究,
研究表明肺魚不是四足動物的直接祖先。
楊氏魚:魚類演化的重要標本
為紀念中國古生物學家老前輩楊鍾健院士,
張瀰漫將鑒定出的這種全新的肉鰭魚類化石
起名叫「楊氏魚」,
在研究中,張瀰漫發現:
楊氏魚身上的很多特點都和
肉鰭魚類中的總鰭魚類很像,
比如,都沒有內鼻孔。
隨著中國雲南曲靖陸續發現震動古生物界的
泥盆紀、志留紀魚化石,
張彌曼的觀點逐漸獲得學界認同,
肉鰭魚類起源的中心地區也逐漸
從歐洲和北美轉向了中國雲南曲靖。
而約4.3億年前到4億年前,
雲南東部還是一片處於赤道附近的熱帶淺海,
海里陸續「游」出了包括
斑鱗魚、楊氏魚、奇異魚、全頜魚、麒麟魚在內的
「明星物種」,
也譜寫了魚類從海洋向陸地演化的關鍵篇章。
海洋化石樣本:為礦產開發提供斷代參考
在中新生代含油地層魚化石研究中,
這些研究無脊椎動物的科學家們,
還給國家礦產、石油的開發提供了基礎的地質資料,
是不是很神奇?
其實在傳統石油地質理論中認為:
石油僅僅為海洋生物生成,
中國人提出「陸相生油」理論,據此發現了大慶油田,
但大慶油田開發之初,
不少人都認為含油層是距今1.5億年的早白堊紀,
石油勘探也應該集中在相應的地層內進行;
張彌曼根據地層中的化石樣本,
結合對東亞地區古魚類演變規律的研究提出:
含油最豐富的地層應該在
距今1億年左右的晚白堊紀時代,
是海陸交互相的。
直到1990年代,
大慶油田三位研究人員通過其他方向的研究,
把大慶深油最主要的層位上到晚白堊世
與張彌曼當年提出的觀點一致。
從一個小小的海洋魚化石開始,
認識生物演化的進程,
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