吳月梅
據(jù)英國《每日郵報(bào)》2014年11月4日?qǐng)?bào)道,一名巴西男子通過開腹手術(shù)將一條活魚從腸道中取出。從發(fā)布到網(wǎng)上的視頻截圖可以看出,一名醫(yī)生正從患者血肉外露的腹部拉出一條南美肺魚。俗話說“魚兒離不開水”,奇跡的是,這條肺魚的生命力還很旺盛,被取出時(shí)還在蠕動(dòng),最后這條魚被安樂死處理。
南美肺魚可以在低氧環(huán)境中生存,通常生活在沼澤地或流動(dòng)緩慢的水域,身形細(xì)長,可長至125cm。每到旱季無雨、河流干枯時(shí),它們就干脆鉆進(jìn)土中,用自己分泌的黏液包裹身體,幾個(gè)月甚至于好幾年都不會(huì)死亡。直到雨季來臨后,它們才破土而出,又重新回到水中。
在19世紀(jì),由于肺魚的肉是粉紅色的,因此當(dāng)?shù)赝林俗降胶蟪0阉?dāng)作鮭魚的一種,而且這種魚一直是人們的盤中餐。情況一直持續(xù)到澳大利亞博物館館長克雷夫特對(duì)肺魚的重新發(fā)現(xiàn)。一天當(dāng)克雷夫特在吃晚餐時(shí)注意到盤子里的鮭魚有一個(gè)肺。這是魚進(jìn)化到脊椎動(dòng)物之間所遺失的一個(gè)重要環(huán)節(jié)的證據(jù)。鮭魚都是用鰓呼吸的,而這條魚卻有肺,那么它的肺起什么作用呢?
他立即對(duì)這條魚解剖,結(jié)果發(fā)現(xiàn)魚肺的長度幾乎與整條魚的體腔一樣長。這種神奇的魚有肺,因此能呼吸。隨后的研究發(fā)現(xiàn),它可以用鰓和肺同時(shí)呼吸,也可以單獨(dú)地使用肺或鰓呼吸。實(shí)際上,肺魚有兩套呼吸系統(tǒng),在水中它用鰓呼吸,到了干旱的季節(jié),河水干涸時(shí),它會(huì)躲在泥里用肺呼吸。
隨后,肺魚被作為肉鰭魚亞綱的一個(gè)目,分到角齒魚目角齒魚科新角齒魚屬。
遠(yuǎn)古時(shí)期肺魚曾經(jīng)是海洋中的居民,到了泥盆紀(jì)中后期,它開始向陸地進(jìn)軍,進(jìn)入到淡水環(huán)境中,并最終成為淡水魚。肺魚最早的代表是泥盆紀(jì)中期的雙鰭魚。肺魚在地球晚泥盆世至石炭紀(jì)曾經(jīng)比較繁盛、大量繁殖?,F(xiàn)在只有極少數(shù)特化的代表在非洲、澳洲和南美洲的赤道地區(qū)遺留下來,可以說是一種“活化石”。肺魚身上披著的瓦狀鱗,背鰭、臀鰭和尾鰭都連在一起,并有構(gòu)造最古老的“原鰭”。所謂原鰭與正常魚鰭不同之處是一個(gè)肉柄狀的東西。肺魚之所以得名,主要在于它們的鰾。肺魚的鰾的構(gòu)造很像肺,可以進(jìn)行氣體交換,所以有人將肺魚的鰾稱為“原始肺”。對(duì)于絕大多數(shù)魚類而言,鰾的作用主要在于幫助魚上浮或下沉,增強(qiáng)平衡性,而呼吸則通過鰓來完成。而肺魚的特別之處就在于,它不僅能通過鰓來呼吸,也能通過鰾來呼吸。這使得肺魚可以在沒有水的環(huán)境下,也能存活很長一段時(shí)間。
肺魚有3億多年的歷史。目前世界上僅有3種肺魚,分布在非洲、澳洲和南美洲。其中南美洲肺魚最為獨(dú)特,它主要分布在亞馬孫河和圭亞那河流等流域的沼澤中。南美洲肺魚呈鰻形,長約80厘米,最大可達(dá)1米。背上長有復(fù)瓦狀排列的微小圓鱗,偶鰭呈橈狀或鞭狀,腹鰭則遠(yuǎn)距后方;其鰭無脊鰭、尾鰭、臀鰭的區(qū)別,一直圍繞至尾端。
肺魚的幼體酷似蝌蚪,而且腹部有吸盤。肺魚的“肺”事實(shí)上是由發(fā)達(dá)的鰾特化而來,因此部分種類即使沒有水也能呼吸空氣而生存。在水中,鰭能像腳一樣支撐著身體。肺魚呼吸空氣的能力自然而然地使我們聯(lián)想到,它們可能是魚類和陸生脊椎動(dòng)物之間的一個(gè)中間過渡環(huán)節(jié)。特別是澳洲肺魚的偶鰭演化的外形很像是細(xì)細(xì)的腿,它們甚至可以用這樣的偶鰭在河底或是水塘底部像走路似地移動(dòng)身體,這樣的身體結(jié)構(gòu)和行為活生生地反映了陸生的四足脊椎動(dòng)物的早期形態(tài)。
澳洲肺魚是3個(gè)地區(qū)肺魚中最原始的。它們生活在昆士蘭州的一條河流中,在旱季河流水量減少時(shí)就生活在一個(gè)個(gè)孤立的小水坑中,到水面上來呼吸空氣時(shí),是利用它那分布著許多血管的單個(gè)的肺進(jìn)行呼吸。不過,這種魚還不能離開水面單獨(dú)生活。而非洲的肺魚和南美洲的肺魚,當(dāng)它們棲息的河流完全干涸后還能夠生存。與澳洲肺魚不同的是,這兩種肺魚都有2個(gè)肺。當(dāng)旱季來臨時(shí),這些肺魚就鉆進(jìn)泥里并把自己包裹起來,只留下數(shù)個(gè)小孔與外界通氣,以使自己能夠呼吸。在非洲曾有人在4年前蓋的房子下面的土里挖到活著的肺魚。
與其他的魚類家族相比,肺魚類一直是一個(gè)不起眼的小家族。從這一支進(jìn)化路線的主干發(fā)展出了角齒魚屬,它們?cè)谌B紀(jì)和隨后的整個(gè)中生代里曾經(jīng)廣泛分布在世界上大多數(shù)的大陸水域里?,F(xiàn)代的澳洲肺魚就是角齒魚的直接后裔。南美肺魚的偶鰭退化成又長又細(xì)的鞭狀,而非洲的肺魚偶鰭也顯著縮小,成為相當(dāng)小的附肢。
南美洲肺魚與非洲、澳洲肺魚一樣,具有最原始、古老的生理構(gòu)造特點(diǎn)。大部分骨骼是軟骨,但保留著發(fā)育很好、包以厚鞘的脊索,肺內(nèi)是螺旋瓣,這一點(diǎn)它和軟骨魚類很相近。南美洲肺魚的皮膚里散布著各種色素細(xì)胞,因此它們的體色是多種多樣的,并能隨環(huán)境變化而改變身體的顏色。這種魚據(jù)說能發(fā)出貓叫的聲音。每當(dāng)干旱季節(jié),肺魚就躲進(jìn)泥洞中,用肺呼吸。待雨季一開始它就從泥洞中爬出來,飽餐一頓,然后自己建巢,準(zhǔn)備著生兒育女。
肺魚的牙齒很特殊,呈兩列大的厚板狀,齒尖向前,肺魚用它來砸碎水底動(dòng)物的甲殼。肺魚平時(shí)用鰓呼吸,缺氧時(shí)又能用肺呼吸。肺魚的頭顱很發(fā)達(dá),和舌弧一樣,只有一部分硬骨化。肺魚還有5對(duì)鰓弧,全部為軟骨性。鰾有單鰾、雙鰾之別,上面有網(wǎng)狀隆起,由短的鰾管與食管相通。
一般魚類都是在水中產(chǎn)卵,而肺魚卻把卵產(chǎn)在泥巢中。肺魚的巢實(shí)際上就是從泥里掘出的長約1米的小隧道。雌肺魚把卵排出后,由雄肺魚負(fù)責(zé)看護(hù)。為了使后代有良好的生存環(huán)境,雄肺魚的腹鰭一到繁殖期時(shí),就長出了許多富有微血管的細(xì)長的絲狀突起,血液中的氧氣通過這些絲狀突起釋放到水中去,以利卵子的正常發(fā)育。
每當(dāng)非洲旱季到來的時(shí)候,降水稀少,沼澤里的水干涸了。這時(shí),肺魚便立即鉆進(jìn)了泥地里,將身體卷曲起來,直到尾巴快彎到頭部為止。它身體的表皮上會(huì)滲出一層黏液,使自己的身軀同泥洞間涂上了一層襯里。嘴的四角也由這種黏液結(jié)成了像個(gè)圓形的漏斗,留有幾個(gè)小洞直通外面,讓空氣進(jìn)到里面,用“肺”來進(jìn)行微弱地呼吸。
雨季再次到來時(shí),非洲沼澤地帶充滿了水,肺魚重新回到水里恢復(fù)那活躍的生命。這時(shí),它就用鰓呼吸了。
肺魚為什么能在陸地上生活?因?yàn)榉昔~有一個(gè)特別的“肺”,這個(gè)肺相當(dāng)于一般魚的魚鰾,不同的是,肺魚的鰾和食道相通,像一個(gè)囊,里面有許多分支繁多的血管,能夠像肺那樣鼓動(dòng),吸進(jìn)氧氣和排出二氧化碳。肺魚的口腔和鼻腔相通,這也是跟其他魚類不同的。由于呼吸系統(tǒng)的改變對(duì)于生物登陸后的生存至關(guān)重要,因此肺魚憑借它的肺成為陸地脊椎動(dòng)物祖先的有力競爭者。腔棘魚和肺魚之爭一直持續(xù)到現(xiàn)在,科學(xué)界依然沒有定論。有人發(fā)現(xiàn),腔棘魚沒有內(nèi)鼻孔,這大大削弱了它的競爭力。古生物學(xué)家在研究生物的“家譜”時(shí),要比較各種生物的結(jié)構(gòu),從中找出某個(gè)器官的歷史演變,或者某塊骨頭的緩慢變形,從而確定什么生物是祖父輩,什么生物是孫子輩。由于陸生脊椎動(dòng)物都有內(nèi)鼻孔,而腔棘魚不具備這個(gè)特點(diǎn),因此一些科學(xué)家認(rèn)為它不是我們的祖先。
但是另一項(xiàng)研究卻給腔棘魚帶來了好消息。1991年,科學(xué)家比較了腔棘魚和蝌蚪的血液,發(fā)現(xiàn)兩者的氨基酸鏈非常相似。血緣關(guān)系的相似使人們?cè)O(shè)想,腔棘魚與蝌蚪確實(shí)有聯(lián)系,腔棘魚可能確實(shí)是蝌蚪和所有陸地脊椎動(dòng)物的祖先。
到底哪一條魚才是那個(gè)成功登陸者呢?不完整的基因檢測導(dǎo)致了完全不同的結(jié)果:有些基因檢測表明,肺魚與有尾兩棲類關(guān)系最近;另一些檢測表明,總鰭魚與無尾兩棲類關(guān)系最近。由于缺乏現(xiàn)生總鰭魚與肺魚進(jìn)行對(duì)照,而且肺魚化石骨骼證據(jù)不足,所以很難確認(rèn)肺魚就是兩棲動(dòng)物祖先?;蛟S,脊椎動(dòng)物的祖先還另有其“魚”?真是遺憾,腔棘魚、肺魚與我們?nèi)祟愓Z言不同,無法告訴我們它們的歷史。
現(xiàn)生肺魚與現(xiàn)生四足動(dòng)物之間共同特征的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),不僅突出了肺魚在進(jìn)化生物學(xué)研究中的重要位置,而且為古生物學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)的理論與實(shí)踐開辟新的研究天地。最近,科學(xué)家在研究肺魚骨頭的形成時(shí)有了驚人的發(fā)現(xiàn),肺魚骨頭的形成與人類早期四肢的形成很相像。離開身體最近的是一根骨頭,然后是兩根骨頭,在骨頭頂端有很多小分支,這些小分支再往外擴(kuò)展就形成了我們所稱的鰭,而鰭的骨頭看上去像人類的手指或腳趾骨?;蛟S肺魚身上記載有很多有關(guān)人類進(jìn)化的神奇故事,但隨著人類對(duì)這種能呼吸的魚的了解越來越多時(shí),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這種魚繁殖棲息的水域越來越少,它們目前面臨著絕種的危險(xiǎn)。過去的100年來肺魚一直是受保護(hù)動(dòng)物。2002年它被宣布為瀕危魚種?,F(xiàn)在澳大利亞境內(nèi)的肺魚數(shù)量已不足10 000條。如果因生態(tài)惡化,這些肺魚像恐龍那樣滅絕的話,那么我們?nèi)媪私馊祟愖嫦鹊臋C(jī)會(huì)也會(huì)隨之而消失。