楊 欣

今天，達爾文的“人是從猴子進化而來”的理論已經(jīng)較為廣泛地被認同。不過，如果再進一步問，猴子和靈長類又是從什么進化而來的呢?換句話說，人類更早的先祖是什么?美國芝加哥大學的解剖學教授尼爾·舒賓在其著作《你是怎么來的》中的回答非常簡單：人就是來自于魚。

提克的答案

探索人類的來源和生物的進化主要依靠化石、基因和胚胎。舒賓等人花了6年時間于2004年發(fā)現(xiàn)一個兼具有水生和陸生動物特點的化石魚——提克(因紐特語“提塔利克魚”的簡稱，意為大型淡水魚)。這個化石轟動一時，因為它是一個有力的證據(jù)，證明人就是從魚進化而來，而且現(xiàn)在我們每個人的身體結(jié)構(gòu)就如同體內(nèi)潛藏著一條魚。

如果簡單地分類，動物分為三類。第一類是生命萬物，簡稱生物，這類動物都長著一個頭、兩只眼；第二類是長四肢的生物，它們都長著一個頭、兩只眼和四肢；第三類就是人類，長著一個巨大的頭，用兩條腿走路，還會說話。這種分類也體現(xiàn)了一種清晰的生物與環(huán)境的關(guān)系，從水生到兩棲，再到陸生。再從時間上看，第一條魚應當是在兩棲動物之前。在兩棲動物之后才是靈長類和人。那么，如何證明從魚類過渡到兩棲類動物?關(guān)鍵就在于化石。

2004年7月初，在北極的埃爾斯米爾島，舒賓和其同事發(fā)現(xiàn)了證明從魚類過渡到兩棲類的魚——提克。魚和陸生動物之間有許多方面不一樣。例如，魚有圓錐形的頭，而最早的陸生動物長著幾乎和鱷魚一樣的腦袋，扁扁的，眼睛在頭頂上面：魚沒有脖子，肩膀通過一系列骨質(zhì)狀的圓片連在一起，而早期的陸生動物和它們的后代一樣，確確實實長著脖子，這意味著它們的頭可以獨立于肩膀來回伸縮。當然，還有其他更大的區(qū)別。魚的渾身都有鱗，陸生動物沒有。并且，重要的是，魚有鰭，而陸生動物有長著手指、腳趾、腕關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的四肢。然而，提克這種魚的特點卻介于魚和陸生動物之間，因而有充分理由認為它就是從水生動物到陸生動物的過渡狀態(tài)。例如，提克像魚一樣，背后有鱗，還有帶蹼的鰭。但像早期的陸生動物一樣，它有一個扁平的頭和脖子。而且，如果你注意往鰭里看，可以看到對應于上肢的骨骼、前肢骨，還有手腕的一部分。它的關(guān)節(jié)也在那里，這是一條長著肩膀、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)的魚。所有這一切都藏在帶蹼的鰭里面。

這個化石的意義還在于，它確認了古生物學上的一個推斷：提克不僅是兩個不同物種之間的過渡，而且其化石是在地球歷史中正確的年代和正確的遠古環(huán)境中找到的。它隱藏于3.75億年前的遠古的巖石中。

提克的從水生到陸生動物的過渡性就連5歲的學前孩子也觀察到了。舒賓把模型帶到他兒子的幼兒園中做報告。孩子們的意見有三種。一種認為它像鱷魚，因為它長有扁平的腦袋、眼睛長在腦袋頂上，還有大大的牙齒。另一種意見表示反對，認為它是魚。因為它有鱗和鯧。但另一個孩子喊到，“或許它兩者都是?！边@也意味著，連孩子也發(fā)現(xiàn)，提克是介于魚和兩棲類動物鱷魚之間的過渡形態(tài)。

所以，提克這個化石與非洲的化石人種，如阿爾法南方古猿、著名的露西化石一樣，是我們?nèi)祟悮v史的一個組成部分?？吹铰段鳎前盐覀冏鳛楦呒夘惾嗽硜砹私馊祟惖臍v史；看到提克，就是把我們?nèi)说纳闯墒囚~的歷史。

胚胎的證明

所有的動物都需要一個藍圖來“建”身，而動物“建”身的實際藍圖就是胚胎。從胚胎可以看到，哺乳動物(包括人)、鳥、兩棲動物和魚非常相似，以致它們之間的差異幾乎可以看成微不足道。

19世紀，范·貝爾和克里斯蒂安·潘德爾就發(fā)現(xiàn)，雞的體內(nèi)的所有器官都可以追溯到胚胎發(fā)育中的三個組織層，這便是胚胎學的三胚層理論，即內(nèi)、外、中胚層。此后，他們證實，魚、蜥蜴和哺乳動物的所有器官也起源于三個胚層。更重要的是，這三個胚層在所有動物中都生成同樣的結(jié)構(gòu)。例如，每個物種的心臟都從同一胚層中生成。同時，同一個胚層也會生成每個物種的大腦，等等。

通過不同物種胚胎的比較，可以看到從魚到人之間的聯(lián)系。盡管不同物種的胚胎并非完全一模一樣，但是它們之間的相似之處含義深刻。比如，所有的物種都長有腮弓、脊索，而且在魚和人的成體有如此大的差異的生物之間，它們的胚胎也都有三個胚層。

從20世紀初開始，德國的胚胎學家漢斯·施佩曼和曼戈爾德等人對蠑螈的胚胎實驗就發(fā)現(xiàn)，一小片胚胎組織能指示其他細胞形成一個完整的身體模式。含有所有這些信息的那一小塊極其重要的組織后來被稱為“組織者”。同樣是德國的胚胎學家的沃格德在實驗中設計了巧妙的方法來標記細胞和細胞片斷，因此能夠繪制出一張胚胎圖。圖中顯示出每個器官起始于胚胎的哪個地方，由此可以看出構(gòu)造身體的器官前體在早期胚胎中的細胞歸屬。人體的所有部件也可以在簡單的三胚層中找到位置，也都起始于施佩曼和曼戈爾德等人所發(fā)現(xiàn)的“組織者”區(qū)域之中。

今天，經(jīng)過對胚胎進行切片、削薄、剁碎，你會發(fā)現(xiàn)所有哺乳動物、鳥類、兩棲動物和魚類都有“組織者”。有時，你可以把一個物種的“組織者”和另一個物種的交換。甚至把“組織者”的區(qū)域從一只雞的胚胎移植到一個蠑螈的胚胎之中，你會得到一個蠑螈的雙胞胎。那么，“組織者”的含義是什么?其實就是DNA和基因。

大多數(shù)動物都有體軸，而體軸決定了頭和嘴是長在前端，肛門是長在后端，而這又是由基因決定的。決定體軸的基因有很多，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的有Hox、Noggin和BMP－4基因等。如果把人與海葵這種差異很大的動物作比較也可以發(fā)現(xiàn)，決定頭一肛門軸線的基因也存在于海葵體內(nèi)，等同于我們?nèi)梭w的頭一肛門軸線。

實際的情況是，Noggin基因并不指示胚胎中的細胞在具有頭和尾的軸線上的任何位置，而是與其他幾個基因協(xié)同來完成任務。BMP－4是一個底端基因，在構(gòu)成于胚胎底部或肚子一邊的細胞之中被激活。凡是Noggin活躍的地方，BMP-4就不能正常作用。所以，Noggin基因的作用不是告訴細胞發(fā)育成位于身體頂端的細胞，而是把長成身體底部的細胞信號關(guān)閉，由此來指揮胚胎按正確的方向和順序發(fā)育。

從胚胎建身的意義上來看。人是起源于魚或水生動物的。

基因的證明

從嗅覺的基因更可以看到人源自魚類。人和魚都可以聞到物體的氣昧，所不同的是人主要是聞空氣中的物質(zhì)的氣味，而魚是聞水中的物質(zhì)的氣味。但是，通過組織結(jié)構(gòu)和基因，可追溯到人和魚的“聞香識物體”的共同起源。

長著頭顱的最原始動物是無頜魚，例如七鰓鰻和盲鰻，它們長著單一的鼻孔并通向頭顱里的一個囊袋。水進到這個囊袋中，在此發(fā)生聞味的過程。但是，再從進化角度追溯可以發(fā)現(xiàn)，肺魚或提克那樣的魚(介于水生和陸生動物之間)卻長著兩個鼻孔。一個外鼻孔，一個內(nèi)鼻孔。從這一點看，它們與人更相似。人是讓空氣通過外鼻孔，經(jīng)過鼻腔空穴，通過內(nèi)部通道進入喉嚨的后部。而人的魚類祖先也有內(nèi)鼻孔和外鼻孔，只是通過水來嗅聞氣味。

再后來，美國的理查德·阿克塞爾和琳達·B·巴克發(fā)現(xiàn)，魚和人以及嚙齒動物老鼠等的嗅覺系統(tǒng)都是由相似的基因來管理的。嗅覺基因是一個大的基因家族，由約1000個不同的基因組成(占我們基因的3％)，這些基因產(chǎn)生了相同數(shù)量的嗅覺受體。這些受體位于嗅覺受體細胞上，這些細胞又占據(jù)了鼻黏膜皮上的一小塊區(qū)域，讓我們能嗅聞到吸入的各種氣味分子。

從3.65億年前的動物從水生過渡到陸生的嗅覺來看，就可以看到相似性。那時有兩種嗅覺基因。一個專門用于在水中識別氣味，另一個專門用于空氣中識別氣味。氣味分子和受體之間的化學反應在水中和空氣中是不一樣的，所以需要有稍微不同的受體。因此，魚類在它們的嗅神經(jīng)元中含有水基的受體，而哺乳動物，包括人和蜥蜴則有氣基的受體。這個發(fā)現(xiàn)有助于讓我們弄清仍然生活在地球上的最原始的無頜魚，如七鲴鰻和盲鰻的呼吸。

七鰓鰻和盲鰻等魚類與已經(jīng)進化了的魚類和哺乳動物不同，既不具有氣基的基因，也不具有水基的基因。相反，它們的嗅覺受體是這兩種形式的組臺。這也意味著，這些最原始的魚類擁有的是最原始的兩種嗅覺受體的基因。是我們?nèi)祟?、魚類、兩棲類動物嗅覺基因分化的祖先。

而且，無頜魚還揭示出另一個問題，它們含有數(shù)量極少的氣味基因，硬骨魚的氣味基因多一些，但更多的氣味基因只能在哺乳動物和兩棲動物中看到。氣味基因的數(shù)量隨時間的推移而增多，從原始生物如無頜魚相對很少的幾個一直到哺乳動物中巨大的數(shù)目，我們哺乳動物含有超過1000個這樣的基因。這種進化的脈絡已經(jīng)非常清楚了。

由于發(fā)現(xiàn)了嗅覺基因和嗅覺的原理，阿克塞爾和巴克獲得2004年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。但是，嗅覺基因的發(fā)現(xiàn)也揭示，人類的確就是從魚進化而來的。(文章代碼：2305)