魚類的演化

魚類的演化

撰文｜栗 米

魚類作為地球上最古老的脊椎動物的一個類群，其漫長的演化歷史一直是眾多生物學家感興趣的問題。魚類的出現，標志著從低等、原始的無脊椎動物向脊椎動物進化的一個質的飛躍；魚類的發展、演化又提出了脊椎動物進化的明顯譜系。一切高等動物，兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類，甚至是我們人類，都是在此基礎上發展而來的。

研究古生物通常以化石材料為依據。科學家通過放射性同位素來測定巖石的絕對年齡，并劃分成不同的地質年代。這些地質年代中保存下來的古生物，記錄了當時的環境條件和生物信息，經過千萬年的沉積，形成化石，成為研究地質歷史和生物進化史的重要根據。

魚類的化石并不十分豐富，但它們依然能夠展示出古今各種魚類產生、發展的過程。最早的魚類化石沉積在寒武紀和奧陶紀的巖石里，距今已有約4億年的歷史了。通過對化石的研究，人們知道這種最早的魚類生活在咸水環境里，或者說是生活在海洋中。它們的身體外面披有鎧甲一樣堅硬的外骨骼，具有扁平的前背甲。由于它們沒有頜，所以被稱為無頜類。這種古老的魚類因為穿了“甲胄”，所以不能過游泳生活，只能生活在水底的沉積物中，是一種不會游泳的魚類。無頜類的內骨骼沒有被保存下來，所以科學家們推測它們具有軟骨骼，就像我們現在常見到的軟骨魚類——鯊魚和鰩魚一樣。

甲胄魚化石

盾皮魚

盾皮魚化石

大量完整的無頜類化石是在泥盆紀的沉積層中找到的，泥盆紀可以算是魚類的初生時代。中生代的侏羅紀和白堊紀，是魚類的中興時代。新生代時，各種古今魚類共存于海洋和地球上的其他水域中，魚類家族達到全盛時代。

在無頜魚類的基礎上，最早的有頜魚類也發展了。最初的頜是由幾個硬骨鰓弓進化而來的。鰓弓最初埋在肌肉里，在進化的過程中，頜與頭部背甲融為一體，從而形成了一個更堅固、更有效率的進食器官——咀嚼器。

原始有頜類也稱為盾皮魚，它們在泥盆紀盛極一時，但到泥盆紀末已經大部分滅絕了。一般認為，軟骨魚類和硬骨魚類都是由盾皮魚演化而來的，然后分別朝不同的方向發展。遺憾的是，至今尚未找到十分清楚的證據證明這個推

論。一些盾皮魚仍像它們的祖先一樣，具有扁平的身體，但是大多數都變成了流線型，甲胄也減少了。這種變化使得它們獲得了很強的游泳能力。軟骨魚類也脫去了沉重的甲胄（但仍有背板的痕跡），發展出更加強勁有力的適用于游泳的肌肉組織。有些科學家認為，軟骨魚類是“原始”魚類，但它們是否真的比硬骨魚類原始，同樣有待證實。

硬骨魚化石

硬骨魚

甲胄魚這種古老的魚類因為穿了“甲胄”，所以不能過游泳生活，只能生活在水底的沉積物中，是一種不會游泳的魚類

有關脊椎動物頜的產生與進化的研究，是從上個世紀進行的胚胎學研究開始的，它揭示了進化中的一個重要過程。頜的出現，說明動物的某個新的重要特征的出現可以使一個類群的生活領域擴大到以往不能生活的地區。這以后，魚類得到了迅速的發展，成為今日最普遍的游泳生物類群。

硬骨魚最初生活在淡水里，后來逐漸向海洋伸展，終于成為海洋中魚類的優勢類群。在進化過程中，它們產生了內部硬骨骼，把僵硬的甲胄變成了薄薄的鱗片，從而使動作敏捷靈活，提高了運動速度。

硬骨魚有兩個類群，其中輻鰭魚類在數量和種類上都大大超過另一種魚類——內鼻孔魚類。內鼻孔魚類包括一些形態和構造都很特殊的原始種類，它們具有內鼻孔構造，可以把嘴巴閉上而并不影響呼吸。

內鼻孔魚類今天能見到的只有肺魚和矛尾魚。矛尾魚屬空棘目腔棘綱，在1938年以前一直被科學家認為是已經滅絕了的種類。第一條活著的矛尾魚是1938年被一名漁民在非洲東南海岸捕到的，這一發現在當時轟動世界。后來人們又陸續捕捉到這種魚，從而證實這一古老的魚類仍然生活在現代的海洋里。腔棘魚的重要特征是鰭成葉狀，具有肌肉，并有相連的輻棘，從而使一些魚可以在陸地上爬行。它們與兩棲類有密切的親緣關系，科學家認為兩棲類就是從此演化而來的。