揭秘“吸血怪物”七鰓鰻的前世今生

在漁業(yè)領(lǐng)域，有一種生物“惡名遠(yuǎn)揚”?？植榔堆分械奈獝耗Ь褪且运鼮樵蛣?chuàng)作的。它有著一張酷似吸盤的圓形大嘴，嘴中密密麻麻的鋒利角質(zhì)齒讓人望而生畏。它的捕食行為也十分驚悚——將吸盤緊緊吸附在其他魚類身上，大口吸血，直至獵物被折磨得孱弱不堪，甚至斃命?！八挛怼钡姆Q號由此而來。

這種生物就是七鰓鰻，世界上僅存的兩類無頜脊椎動物之一。它的歷史記錄有3.6 億年之久，跨越了數(shù)次生物大滅絕，但是其形態(tài)似乎沒什么變化，是著名的“活化石”。

由于七鰓鰻的化石記錄非常稀少，人們對它的演化進(jìn)程知之甚少。最近，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員吳飛翔、張馳和法國自然歷史博物館教授Philippe Janvier 在侏羅紀(jì)時期的七鰓鰻化石中發(fā)現(xiàn)了新線索。

它讓人又愛又恨

從外形來看，七鰓鰻酷似鰻魚，身體細(xì)長，表皮裸露無鱗，背鰭小，尾鰭前部縱高，向后延伸并環(huán)繞身體末端，頭頂兩眼之間有一個單開的鼻孔，眼后身體兩側(cè)各有7 個鰓孔，這是它被稱為“七鰓鰻”的原因。

七鰓鰻雖然被視為“嗜血怪物”，在中世紀(jì)王室貴族的餐桌上，它卻是一道從不缺席的佳肴，因為它含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)以及維生素A。

英格蘭國王亨利一世曾以貪吃七鰓鰻而聞名。查爾斯·狄更斯在《寫給孩子們看的英國史》中寫到，67 歲的亨利一世在諾曼底巡視期間，不顧醫(yī)生勸誡，過量食用七鰓鰻，最后死于消化不良和發(fā)燒。

隨著食物種類越來越豐富，七鰓鰻不再作為美食存在，反而因其驚人的繁殖、擴(kuò)散能力和取食習(xí)性，成為危害極大的入侵物種。19 世紀(jì)末，海七鰓鰻通過大西洋航運運河進(jìn)入北美五大湖區(qū)，此后半個多世紀(jì)，它們幾乎使當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)資源崩潰。

海七鰓鰻是現(xiàn)存40 多種七鰓鰻中個頭最大的，長度可超1 米。被它吸血的魚類死亡率為40%～60%，即使活下來，傷口也很難愈合。

后來，美國和加拿大成立了一個名為“五大湖漁業(yè)委員會”的組織，目的就是捕殺海七鰓鰻，以控制它們的繁殖數(shù)量。

毫無疑問，從歷史到現(xiàn)實，七鰓鰻是一種演化極為成功的無頜脊椎動物。

變態(tài)發(fā)育的證據(jù)

由于七鰓鰻的身體中缺少硬骨，一般很難作為化石保存下來，因此科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的七鰓鰻化石寥寥無幾。

目前已知的最古老的七鰓鰻化石，是生活在3.6 億年前南非晚泥盆世的古七鰓鰻的化石。這條古七鰓鰻的體形很小，頭部占比較大，像蝌蚪，嘴巴已經(jīng)有了吸盤的樣子，牙齒卻很細(xì)弱。較年輕的石炭紀(jì)七鰓鰻的體形和泥盆紀(jì)的同類一樣小，它們不具備現(xiàn)代七鰓鰻一樣的生命史，沒有變態(tài)發(fā)育的階段。

現(xiàn)代七鰓鰻是個體發(fā)育史中存在變態(tài)現(xiàn)象的少數(shù)脊椎動物之一，它有著三段式的生命周期，就像蝌蚪變青蛙，經(jīng)過變態(tài)發(fā)育，從幼體發(fā)育成形態(tài)和生態(tài)習(xí)性差別極大的成體，其中也包含取食方式的根本變化。

2006 年，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員張彌曼等人在著名的熱河生物群中，第一次找到了中生代的七鰓鰻化石，并將其命名為“孟氏中生鰻”。

在隨后的研究中，張彌曼和同事首次識別出孟氏中生鰻的幼體和變態(tài)期幼體。中生鰻的幼體沒有吸盤，嘴巴形似漏斗。它們藏在水底的沙子里，把口伸出沙層，水流會把一些碎屑和小生物沖進(jìn)它們口中。數(shù)年之后，幼體經(jīng)歷變態(tài)過程進(jìn)入成年期，脫離沙層，開啟全新的生活。

“這些幼體的形態(tài)特征、生活習(xí)性和它們的現(xiàn)代后裔幾乎沒有差別。”張彌曼強(qiáng)調(diào)，這意味著，現(xiàn)代七鰓鰻獨特的三期生命史早在距今1.25 億年的早白堊世晚期即已成形并保持至今。而從更早出現(xiàn)的燕遼鰻來看，這個特征應(yīng)該在侏羅紀(jì)早期就出現(xiàn)在七鰓鰻家族里了。這個特征的出現(xiàn)，可能主要歸因于它們?nèi)∈辰Y(jié)構(gòu)的演化和食物來源的變化，是“內(nèi)因”和“外因”共同導(dǎo)致的結(jié)果。

“食肉”而非“吸血”

2020 年，4 件來自更古老的燕遼生物群的七鰓鰻化石到了吳飛翔的手中，給他帶來了巨大的驚喜。

從時間上看，燕遼鰻存在于侏羅紀(jì)時期，比中生鰻還要早近4 000 萬年。從外形上看，其中一件標(biāo)本的體長超過64 厘米，體形為目前已知的七鰓鰻化石之最。古生代七鰓鰻多為幾厘米，最大的也只有10 厘米左右。

“燕遼鰻化石不僅保存完整，而且它們的吸盤和牙齒是以近乎立體的狀態(tài)保存的。”吳飛翔表示，這為揭示七鰓鰻攝食行為的演化提供了罕見而珍貴的樣本。

他介紹，現(xiàn)代七鰓鰻其實并不只有吸血的，還有食肉的、食腐的種類，以及變態(tài)發(fā)育后不進(jìn)食的種類，而不同的取食方式對應(yīng)著不同的牙齒特征。

最讓人意外的是，燕遼鰻的牙齒結(jié)構(gòu)與北半球常見的吸血型七鰓鰻，比如海七鰓鰻有明顯差別，而與今天生活在南半球澳大利亞南部、新西蘭和智利南部食肉類型的七鰓鰻有諸多相似之處。“特別是吸盤牙齒和用來剜切肉塊的牙齒形態(tài)很相近?！眳秋w翔解釋道。

研究人員還在燕遼鰻化石的消化道中找到了一些骨片殘骸，印證了燕遼鰻的確是食肉類型。

此外，張馳運用貝葉斯全證據(jù)定年和譜系分析方法，重構(gòu)了七鰓鰻家族的譜系樹，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，燕遼鰻是目前已知的現(xiàn)代七鰓鰻最近的祖先。

古生物學(xué)家曾經(jīng)認(rèn)為，現(xiàn)代七鰓鰻的祖先是一種類似海七鰓鰻的吸血類型。而這項最新研究卻表明，現(xiàn)代七鰓鰻的祖先更可能是一類吃肉的七鰓鰻。

不僅如此，根據(jù)重構(gòu)后的七鰓鰻家族譜系樹，研究人員推測，從攝食系統(tǒng)的演化來看，侏羅紀(jì)是七鰓鰻演化歷史的“分水嶺”，取食結(jié)構(gòu)的演化，再加上天賜的良機(jī)，讓七鰓鰻具備了現(xiàn)代類型的面貌和生命史特征。

“從早侏羅世開始，較進(jìn)步的、薄鱗真骨魚類的大量出現(xiàn)，為牙齒已經(jīng)強(qiáng)化的七鰓鰻提供了大量食物來源，使它們體形大增，進(jìn)而促成了能量要求很高的現(xiàn)代型三段式生命史的出現(xiàn)?！眳秋w翔表示，換言之，今天七鰓鰻的這副猙獰面目和變態(tài)的生命周期，很可能只是其演化歷史的一個偶然結(jié)果。

文章來源：《中國科學(xué)報》

（責(zé)任編輯：吳宇）