一种4亿年前的“鸭嘴兽古鱼”揭示动物演化新框架

2021-02-25 12:41:47 作者: 一种4亿年前

近来,我国科学院古脊椎动物与古人类研讨所领衔的世界研讨团队,对一种4亿年前的澳大利亚盾皮鱼类脑腔、内耳和内淋巴体系进行精细结构解剖,获得严重研讨进展,提出了有颌脊椎动物前期演化新结构。这一效果北京时刻28日在世界学术期刊《今世生物学》宣布。

大大都脊椎动物,包含人类本身均归于有颌类。现代有颌类包含软骨鱼类、硬骨鱼类及后者登上陆地的后嗣。而从颌的来源到现代有颌类最近一起先人呈现之间的体系演化空间,为一群被统称为“盾皮鱼类”的前期有颌鱼类所填充,现代有颌类一起的身体蓝图及许多重要器官特征的来源,就需要到这中心去寻觅。

一种4亿年前的“鸭嘴兽古鱼”提醒动物演化新结构

△图1Brindabellaspis化石标本的CT重建,显现其颅顶甲、脑颅、脑腔和内耳骨走失结构

布林达贝拉鱼是一种中等体型的盾皮鱼类,明显特征为有一长而扁的吻部,生活在4亿年前澳大利亚东部的陆表浅海礁区,被戏称为“鸭嘴兽古鱼”。早在1980年,澳大利亚闻名古鱼类学者就宣布了布林达贝拉鱼脑颅解剖学结构的翔实专论。保存精巧的脑颅和脑腔展示了一些十分原始的特征,暗示着布林达贝拉鱼的体系方位很或许挨近整个有颌类来源的节点。但限于其时技术手段的约束,只能经过经酸蚀法清修的化石标本的破损部位,一窥脑颅内部腔体结构,其内耳半规管和内淋巴体系的细节无法切当得知。

此次,科研团队使用高精度CT扫描数据,对在澳大利亚发现的两件新的、没有进行完全酸蚀法清修的布林达贝拉鱼头部标本进行扫描和具体研讨后发现,正是在曩昔不可知的区域内,隐藏着十分重要的信息。布林达贝拉鱼内耳的上部和下部边界清楚,前后半规管以兴旺的总脚和椭圆囊上腔相连,这与之前所知的其他盾皮鱼类内耳十分不同,而与现代有颌类类似。事实上,这一系列特征能够在包含人类在内的大部分现代有颌类中找到。

内淋巴液是充盈在内耳膜走失中的液体。包含人类在内的陆地脊椎动物以及大部分硬骨鱼类都有关闭的内淋巴体系,人耳的内淋巴液压力失衡会导致患者极为苦楚和患上简直无法治好的美尼尔氏病。与此不同,许多前期鱼类有敞开的内淋巴体系,内淋巴液与外界水体相通。大都盾皮鱼类和无颌的甲胄鱼类内耳均由一根简略的内淋巴管直通外界,而现代有颌类则发育有膨大的内淋巴囊。研讨发现,布林达贝拉鱼具有兴旺的内淋巴囊,该内淋巴囊向内经过一笔直小管与内耳前庭相连,向外又由穿透颅顶的内淋巴管与外界相通,这与现代有颌类,特别是与软骨鱼类形式根本共同,进一步支撑了布林达贝拉鱼与现代有颌类较近的联系。

一种4亿年前的“鸭嘴兽古鱼”提醒动物演化新结构

△前期脊椎动物内耳及内淋巴体系的演化

除了上述对内耳的研讨外,科研团队还经过CT扫描数据从头修订了布林达贝拉鱼颅顶甲骨片的型式,并以为一些曩昔归为布林达贝拉鱼自有的特化性状,如向前分隔的嗅束等,实际上能够与现代有颌类比较。

依据这些新参加的数据,科研团队具体厘定了有颌类特征矩阵,对其进行的剖析成果发现,根据最精约假定的体系演化树与之前假说有较大差异。在新提出的假说中,盾皮鱼类的确不能构成一个单系或天然类群,不过,有颌类或许很早就分隔构成两个大的支系,其间一个单系类群包含了咱们所知的大部分盾皮鱼类,另一个支系包含了现代有颌类和与它们联系较近但仍为盾皮鱼类形状的属种。布林达贝拉鱼坐落这些向现代有颌类演化的盾皮鱼的根部。而一些形状和生活方式挨近硬骨鱼类和软骨鱼类的盾皮鱼类,如闻名的泥盆纪超级掠食者邓氏鱼所属的节甲类,与现代有颌类的类似性主要是趋同演化而来,而不是由于它们具有较近的亲缘联系。

一种4亿年前的“鸭嘴兽古鱼”提醒动物演化新结构
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