2月5日，深圳華大生命科學(xué)研究院、中國科學(xué)院武漢水生生物研究所、西北工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所等單位，聯(lián)合公布早期輻鰭魚類的基因組研究成果，并首次通過多鰭魚、匙吻鱘、弓鰭魚和鱷雀鱔的全基因組數(shù)據(jù)研究，揭示了古脊椎動物從水中登上陸地這一演化事件歷程，還找到了古魚類在登陸之前已經(jīng)完成的關(guān)鍵性準(zhǔn)備。相關(guān)成果已在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》（Cell）雜志上發(fā)表。

我們的祖先從水里來，這已經(jīng)是共識。但魚類登上陸地過程中，身體結(jié)構(gòu)和生理功能上產(chǎn)生了大量的適應(yīng)性變異，比如由魚鰭變?yōu)樗闹灾紊眢w進(jìn)行運(yùn)動，由鰓呼吸變?yōu)榉魏粑取?/p>

雖然，兩棲類被認(rèn)為是成功登陸的脊椎動物，但是最早上岸的“先遣隊(duì)”們，卻早已淹沒在歷史的長河中。幸運(yùn)的是，在一些現(xiàn)生水生物種中還保留著許多與這些先遣隊(duì)類似的生物學(xué)特征。比如塞內(nèi)加爾多鰭魚，其又稱作“恐龍鰻”或者“恐龍魚”。多鰭魚的身體結(jié)構(gòu)擁有一些原始形態(tài)，與鱘魚、弓鰭魚、雀鱔、肺魚等同為從遠(yuǎn)古留下來的類群。多鰭魚有原始的肺，可以在脫離水面存活一段時(shí)間，并且在氧容量極低的環(huán)境中可以通過背部的噴水孔呼吸空氣。此外，多鰭魚也與空棘魚相似，擁有肉質(zhì)柄的胸鰭可以幫助它們在水底爬行。

脊椎動物從水生到陸生的演化過程中有許多障礙需要克服，其中有兩個(gè)比較重要的問題：一是如何在不憑借水體浮力的情況下用魚鰭支撐身體進(jìn)行運(yùn)動，二是如何把呼吸水中的氧轉(zhuǎn)變成為呼吸空氣中的氧。最早登陸的四足物種早已滅絕，我們無法通過這些物種獲知相關(guān)遺傳信息。不過幸運(yùn)的是，與脊椎動物水生到陸生轉(zhuǎn)變之前相關(guān)的功能在部分現(xiàn)生魚類中還能夠找到部分演化痕跡。這一研究從多鰭魚、鱘魚、弓鰭魚、雀鱔等遠(yuǎn)古孑遺動物入手，結(jié)合魚類解剖學(xué)、古生物學(xué)、比較基因組學(xué)等多學(xué)科交叉手段，揭示了脊椎動物從水生到陸生演化的相關(guān)遺傳基礎(chǔ)。

特別是古代魚的多鰭魚具有原始的肺，能夠呼吸空氣?！斑_(dá)爾文就曾提出肺和魚鰾是同源器官的假說?！痹撜撐牡牧硪晃煌ㄓ嵶髡撸锌圃汗偶棺祫游锱c古人類研究所的朱敏研究員指出，這一工作從結(jié)構(gòu)上和基因表達(dá)上證明了這一假說，而且我們確認(rèn)了它們演化的先后順序——魚鰾從原始的肺演化而來。

這也解釋了在這些遠(yuǎn)古魚類里的肺或者魚鰾表面為何密布血管，從而有助于氧的擴(kuò)散和運(yùn)輸。這也暗示著“原肺”形成的分子基礎(chǔ)在魚類登陸前就已經(jīng)建立。能夠增加骨骼運(yùn)動靈活性的滑膜關(guān)節(jié)也已經(jīng)在早期魚類中存在。調(diào)控這些功能相關(guān)的遺傳基礎(chǔ)比我們之前認(rèn)為的要起源更早，這些祖先調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步完善，為后期脊椎動物登陸所需要的功能演化提供了重要遺傳基礎(chǔ)。

（摘自《科普時(shí)報(bào)》）