离开水的鱼:鳍到脚

了解我们的祖先最初是如何进化到在陆地上行走的。
8月22日

采访

詹妮弗·克拉克教授,剑桥大学

四足动物的格雷哈·杰克逊一直在探索3.5亿多年前,我们的祖先是如何进化到在陆地上行走的……

格莱哈——从前,有一个时代被称为罗默的空档期。它跨越了2500万年,令古生物学家沮丧的是,这是一个完全没有化石的时代。没有人能找到任何化石,这是一个打击,因为在那个时期发生的事情对于理解我们是如何进化到在陆地上生活的非常重要。

在罗默裂口之前,只有鱼,之后,我们有了大量有四肢和手指的动物——科学家们称之为四足动物。

那么这是怎么发生的呢?我们的祖先是如何从海洋走向土壤的?这一切都有点神秘,但25年前,珍妮·克拉克教授在剑桥大学塞奇威克博物馆的地下室里发现了一些改变了一切的东西……

珍妮:嗯,在我职业生涯的开始,我有机会在塞奇威克博物馆检查材料,结果发现一个学生捡到了一些四足动物的化石。

Graihagh -它被称为Acanthostega

珍妮:如果你把特征的数量加起来,它大约是四足动物的三分之二和鱼的三分之一。

grahagh -这还不是全部……

珍妮:他对它们不是特别感兴趣,所以我们把它们放回抽屉里了。我发现了这件事,就去看了看,那个学生发现的似乎是一个充满这些东西的采石场。

我们首先发现的一件事是,当我们准备最好的标本时,它实际上有八个手指。

格莱哈——八个手指!那是很多手指。

珍妮:是的。因此,这深刻地改变了我们对四足动物四肢的起源,用途,以及它们是如何发展的看法。

在以前的化石上,他们只发现了五个手指和脚趾,科学家们认为这意味着鱼慢慢地来到陆地上,笨拙地四处走动,然后发育出四肢,最终可以行走。但八根手指和其他一些证据表明,情况并非如此……

珍妮:我们认为手指是为了在水中行走而出现的,后来才会在陆地上行走。把脚趾放在水里会给你在芦苇床上爬行之类的东西带来一定的好处。

Graihagh -这段时间发生了很多事情。不仅有大规模的物种灭绝,而且气候发生了巨大的变化,造成了大量植被的沼泽环境,这意味着鱼类需要手指而不是鳍来推动这些叶子并在水中游泳。这是一个革命性的理论,所以我很自然地想看到肉体的证据,或者你可能会说——骨头……

珍妮-我需要一些帮助。

格雷哈:是的。

珍妮:应该有一个楔子……

Graihagh -门楔?

珍妮-我很犹豫,但这是我们叫鲍里斯的动物。

格雷哈-你为什么叫它鲍里斯?

珍妮-我不知道,但我们收集它后不久它就有了这个名字。整体比例看起来有点像小鳄鱼或小短吻鳄。

总之,这是前臂,这是肱骨(上臂骨),桡骨和尺骨(下臂骨),这是手。现在我的同事正在一点一点地准备——他找到了一根手指,然后又找到了另一根,再找到另一根,再找到另一根,以此类推,最后,他得到了八根手指。

Graihagh——我想象他只是慢慢地移开一些石头,想着——啊,一,二,三,四,五——啊,有五个手指,好了,我完成了。

珍妮-他差点就这么做了。但是有更多的矩阵需要移除,所以他认为我们应该做一个合适的工作,拿走剩下的矩阵,当然,他找到了另外三个。

格雷哈——我是说,谢天谢地他这么做了,因为,我是说,移走石头是一项艰苦的工作,不是吗?

珍妮-是的,是的。

Graihagh:你发表那篇论文已经25年了,这段时间你都做了些什么?

珍妮:大约10年前,我的同事蒂姆·史密森(Tim Smithson)就在隔壁办公室,他决定要做的是探索,看看他是否能从罗默的空白中找到什么东西,多年后,他真的找到了。

那么这是否意味着罗默的差距是一个谬论——罗默的差距已经不存在了?

珍妮:没错!因为随后,在过去的四年里,我们发现了更多。不仅是四足动物,还有其他脊椎动物的化石记录:尤其是肺鱼,以及软骨鱼(类似鲨鱼的动物),我们已经将已知物种的数量从肺鱼的一种增加到七种,从软骨鱼的两种增加到十种。到目前为止,我们还没有在泥盆纪发现小动物。这就是我们在罗默缺口中发现最多的东西之一——很多小动物。这部分是为了保存,但也因为我们认为,从某些方面来说,成为陆地动物需要这些动物变得更小,这样它们就能更容易地行走。

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