脊椎动物登陆之谜

江泓

泥盆纪至石炭纪的两栖动物是最早的四足动物

鱼类登陆早有准备

鱼类登上陆地的过程似乎很简单，原本生活在水中的鱼因为一些特殊的原因爬上了陆地，最终变成了四足动物，也就是陆生脊椎动物。在这个过程中，它们逐渐完成了呼吸系统、运动系统和神经系统等部分适应陆生生活的演化和改变。但是，事实真的如此简单吗？

正在登上陆地的提塔利克鱼，它是鱼类登陆过程中的代表

2021年2月，中國科学家在国际知名科学杂志《细胞》上连发两篇论文，以基因组研究为基础揭开了鱼类登陆过程中的谜团。

既然是要研究鱼类登陆，那当然要从远古鱼类着手。我们在哪能找到生活在泥盆纪的鱼呢？科学家找来了替代品，它们就是多鳍鱼、匙吻鲟、弓鳍鱼和鳄雀鳝，这些鱼类都是原始的辐鳍鱼类。在这4种现存的原始辐鳍鱼类当中，多鳍鱼最具代表性，它既能够直接呼吸空气，胸鳍中还有真正的骨头，活脱脱就是一条正准备登陆的鱼。

现今生活在北美洲的鳄雀鳝

现今生活在非洲的多鳍鱼

现今生活在非洲的肺鱼

灵活四肢助登陆

科学家分析了多鳍鱼的基因组，与四足动物基因组进行对比后惊讶发现，原来在它的基因中竟然具有控制四肢灵活性的功能元件，而这些元件成为四足动物后来四肢演化发育的基因创新基础。原来，早期硬骨鱼类的基因中存在四足动物四肢发育的基础，但是，它们的后代真骨鱼类却没有这类基因，显然是在后来的演化过程中丢失了。……