非凡的新鱼类化石引发人们对地球地质如何推动进化的重新思考

Josiah02

腔棘鱼是一种生活在非洲南部和印度尼西亚沿海的深海鱼，体长可达两米。长期以来，科学家认为它们已经灭绝。
在《自然通讯》发表的新研究中，我们揭示了迄今为止发现的保存最完好的腔棘鱼化石，该化石来自数亿年前这些古代海洋生物首次进化的时期。该化石来自西澳大利亚北部 Gooniyandi 县的 Gogo 组。
我们还研究了从化石记录中了解到的数百种腔棘鱼的进化过程，以找出是什么推动了新物种的诞生。
答案令人惊讶：对腔棘鱼进化影响最大的不是海洋温度或氧气水平，而是地质构造活动。当地壳的巨大板块移动得更多时，新物种更有可能出现。
“活化石”
腔棘鱼是“长鳍”鱼，也就是说它们的鳍骨很结实，有点像我们手臂上的骨头。科学家认为，腔棘鱼与四足动物（有脊椎和四肢的动物，如青蛙、鸸鹋和人类）的关系比与大多数其他鱼类的关系更密切。
腔棘鱼存在已久。已知最古老的化石有 4.1 亿多年历史。但由于这些化石大多是碎片，我们对最早的腔棘鱼知之甚少。
后来，在约 2.5 亿年前开始的恐龙时代，腔棘鱼变得更加多样化。总共，我们在世界各地发现了超过 175 种化石物种的踪迹。
最后，在白垩纪末期，即 6600 万年前，所有腔棘鱼的踪迹都神秘地从化石记录中消失了。长期以来，科学家认为腔棘鱼是大规模小行星撞击的受害者，而这次撞击也标志着恐龙的灭绝（地球上大约四分之三的生命也因此灭绝）。
1938 年，南非渔民从深海捞出一条巨大而神秘的鱼，这种鱼与他们从未见过的完全不同，这一切都改变了。当地博物馆的一名员工Marjorie Courtenay-Latimer对自然科学有着浓厚的兴趣，她立刻意识到这条鱼很特别。
玛乔丽·考特尼-拉蒂默和她于 1938 年发现的腔棘鱼。图片来源：南非水生生物多样性研究所/维基百科
科特尼-拉蒂默邀请了她的朋友JLB 史密斯，一位著名的南非化学家，对鱼类学（鱼类研究）很感兴趣。史密斯鉴定并命名了 Latimeria，这是科学界已知的第一种活着的腔棘鱼。
发现这种“拉撒路鱼”就像偶然发现一只至今仍在北美森林中游荡的活体三角龙恐龙。即使在今天，腔棘鱼也经常被描述为“活化石”。
新的腔棘鱼化石
我们弗林德斯大学的团队与来自澳大利亚、加拿大和欧洲的其他同事一起，在西澳北部的 Gooniyandi 地区发现了一种新的腔棘鱼化石。大约 3.8 亿年前，该遗址是一个热带珊瑚礁，生活着 50 多种鱼类。
Ngamugawi wirngarri 是一种新的腔棘鱼化石，它是该地区发现的第一种以 Gooniyandi 语言命名的鱼类。这个名字的意思是“以 Wirngarri 为名的古老鱼类”，Wirngarri 是当地一位受人尊敬的长者。
Ngamugawi 是泥盆纪（3.59 亿至 4.19 亿年前）三维保存最完好的腔棘鱼化石。这块化石让我们对这一谱系的早期解剖学有了更深入的了解。
Ngamugawi wirngarri 头骨的数字 3D 重建，这是 Gogo 组的一种新的泥盆纪腔棘鱼。图片来源：Alice Clement 的重建
板块构造推动腔棘鱼进化
我们对新物种的研究促使我们分析了所有已知腔棘鱼的进化史。在此过程中，我们计算了它们在 4.1 亿年历史中的进化速度。
我们发现腔棘鱼总体进化缓慢，但也有一些有趣的例外。
此外，我们还分析了一系列可能影响腔棘鱼进化速度的环境因素，包括板块活动、海洋温度、水中含氧量和大气二氧化碳水平。
在我们研究的所有变量中，对腔棘鱼进化速度影响最大的是板块活动。随着地震运动改变栖息地，新的腔棘鱼物种更有可能在板块活动加剧的时期进化。
腔棘鱼还在进化吗？
在对所有化石腔棘鱼进行分析的同时，我们还仔细观察了两个现存物种，即 Latimeria chalumnae 和 Latimeria menadoensis。
乍一看，这些鱼与数亿年前的一些同类几乎一模一样。然而，经过仔细分析，我们发现它们实际上与已经灭绝的近亲截然不同。
虽然梭鱼基本上已经停止进化新特征，但其身体比例和 DNA 细节仍在发生一些变化。所以也许它毕竟不是“活化石”。