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化石吟資料
【話說(shuō)魚(yú)類進(jìn)化】
魚(yú)類，作為地球上最古老的脊椎動(dòng)物的一個(gè)類群，其漫長(zhǎng)的演化歷史一直是眾多的生物學(xué)家感興趣的問(wèn)題。魚(yú)類的出現(xiàn)，標(biāo)志著從低等、原始的無(wú)脊椎動(dòng)物向脊椎動(dòng)物進(jìn)化的一個(gè)質(zhì)的飛躍;魚(yú)類的發(fā)展、演化又提出了脊椎動(dòng)物進(jìn)化的明顯譜系。一切高等動(dòng)物，兩棲類、爬行類、鳥(niǎo)類、哺乳類，甚至我們?nèi)祟愖陨矶际窃诖嘶A(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。
研究古生物通常以化石材料為根據(jù)。科學(xué)家通過(guò)放射性同位素來(lái)測(cè)定巖石的絕對(duì)年齡，并劃分成不同的地質(zhì)年代。這些地質(zhì)年代中保存下來(lái)的古生物，記錄了當(dāng)時(shí)的環(huán)境條件和生物信息，經(jīng)過(guò)千萬(wàn)年的沉積，形成化石，成為研究地質(zhì)歷史和生物進(jìn)化史的根據(jù)。
魚(yú)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(yú)類發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程。最早的魚(yú)類化石沉積在寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)的巖石里，距今已有大約四億年的歷史了。通過(guò)對(duì)巖石的研究，人們知道這種最早的魚(yú)類生活在咸水環(huán)境里，或者說(shuō)是生活在海洋中，它們的身體外面披有鎧甲一樣堅(jiān)硬的外骨骼。這些原始的魚(yú)類渾身布滿了硬甲，具有扁平的前背甲。由于它們沒(méi)有頜，所以被稱為無(wú)頜類。它們可以說(shuō)是最古老的魚(yú)類，因?yàn)榇┝思纂校鼈儾荒苡斡荆荒苌钤谒壮练e物中。應(yīng)該說(shuō)，它們是一群不會(huì)游泳的魚(yú)類。無(wú)頜類的內(nèi)骨骼沒(méi)有被保存下來(lái)，所以科學(xué)家們推測(cè)它們具有軟骨骼，像現(xiàn)在我們見(jiàn)到的軟骨魚(yú)類鯊魚(yú)和鰓魚(yú)一樣。
大量完整的無(wú)頜類化石是在泥盆紀(jì)找到的，泥盆紀(jì)可算是魚(yú)類初生時(shí)代。中生代的侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)(距今約1.3億～1.6億年)，是魚(yú)類中興時(shí)代。新生代時(shí)，各種古今魚(yú)類共存于海洋和地球上的其他水域，魚(yú)類家庭達(dá)到全盛。
在無(wú)頜魚(yú)類的基礎(chǔ)上，最早的有頜魚(yú)類也發(fā)展了。最初的頜是由幾個(gè)硬骨鰓弓改造過(guò)來(lái)的。鰓弓最初埋在肌肉里，在進(jìn)化過(guò)程中，頜與頭部背甲融為一體，從而形成了一個(gè)更堅(jiān)固、更有效率的進(jìn)食器官──咀嚼器。
原始有頜類也稱作盾皮魚(yú)，它們?cè)谀嗯杓o(jì)盛極一時(shí)，但到泥盆紀(jì)末已大部滅絕了，一般認(rèn)為，軟骨魚(yú)類和硬骨魚(yú)類都是由盾皮魚(yú)演化來(lái)的，它們分別朝不同的方向發(fā)展，但尚未找到十分清楚的證據(jù)證明這個(gè)推論。一些盾皮魚(yú)仍具有扁平的身體，像它們的祖先一樣;但是大多數(shù)都變成流線型，甲胄也減少了，這種變化使它們獲得了很強(qiáng)的游泳能力。軟骨魚(yú)類也脫去了沉重的甲胄(但仍有背板的痕跡)，發(fā)展出更加強(qiáng)勁有力的適于游泳的肌肉組織。有些科學(xué)家認(rèn)為，軟骨魚(yú)類是“原始”魚(yú)類，但它們是否真正比硬骨魚(yú)原始，還有待證實(shí)。
有關(guān)脊椎動(dòng)物頜的發(fā)生與進(jìn)化的研究，是從19世紀(jì)進(jìn)行的胚胎學(xué)研究開(kāi)始的，它揭示了進(jìn)化中的一個(gè)重要過(guò)程。頜的出現(xiàn)，說(shuō)明動(dòng)物的某個(gè)新的重要的特征的出現(xiàn)可以使一個(gè)類群的生活領(lǐng)域擴(kuò)大到以往不能生活的地區(qū)。這以后，魚(yú)類得到了迅速擴(kuò)展，成為今日最普遍的游泳生物類群。
硬骨魚(yú)最初生活在淡水里，后來(lái)逐漸向海洋伸展，終于成為海洋魚(yú)類的優(yōu)勢(shì)類群。在進(jìn)化過(guò)程中，它們產(chǎn)生了內(nèi)部硬骨骼，把僵硬的甲胄變成了薄薄的鱗片，從而使動(dòng)作敏捷靈活，提高了運(yùn)動(dòng)速度。
硬骨魚(yú)有兩個(gè)類群，其中輻鰭魚(yú)類在數(shù)量和種類上都大大超過(guò)另一種魚(yú)──內(nèi)鼻孔魚(yú)類。內(nèi)鼻孔魚(yú)類包括一些形態(tài)和構(gòu)造都很特殊的原始種類，它們具有內(nèi)鼻孔構(gòu)造，可以把嘴閉上而并不影響呼吸。內(nèi)鼻孔魚(yú)類今天能見(jiàn)到的只有肺魚(yú)和矛尾魚(yú)。矛尾魚(yú)隸屬空棘目腔棘綱。它被譽(yù)為活化石，在1938年以前一直被科學(xué)家們認(rèn)為是已經(jīng)滅絕了的種類。第一尾矛尾魚(yú)是1938年被一名漁民在非洲東南海岸捕到的，這一發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)世界。以后又陸續(xù)捕到，證實(shí)這一古老魚(yú)類仍生活在現(xiàn)代的海洋里。腔棘魚(yú)的重要特征是，鰭呈葉狀，具有肌肉，并有相連的輻棘，從而使一些魚(yú)可以在陸地上爬行。它們與兩棲類有密切的親緣關(guān)系。人們認(rèn)為兩棲類就是由它們演化而來(lái)的。
【鳥(niǎo)類的祖先之謎】
過(guò)去，人們一直認(rèn)為，鳥(niǎo)類最初是由爬行動(dòng)物逐步進(jìn)化而成的。始祖鳥(niǎo)作為這一進(jìn)化過(guò)程的中間階段的產(chǎn)物，歷來(lái)被人們當(dāng)作鳥(niǎo)類的祖先。盡管這一進(jìn)化理論似乎有一定道理，但是許多古生物專家對(duì)蜥蜴這樣的爬行動(dòng)物會(huì)不會(huì)真因突然變異和自然選擇而變成鳥(niǎo)這一結(jié)論，仍多少持有懷疑的態(tài)度。于是，在學(xué)術(shù)界內(nèi)，專家們針對(duì)鳥(niǎo)類的問(wèn)題，展開(kāi)了一場(chǎng)曠日持久的爭(zhēng)論。
在達(dá)爾文的《物種起源》一書剛剛問(wèn)世的時(shí)代，人們對(duì)于鳥(niǎo)類最早由爬行動(dòng)物進(jìn)化而來(lái)的說(shuō)法，無(wú)論如何也是不能理解的。后來(lái)到了1861年，在德國(guó)境內(nèi)的一處石灰?guī)r石采石場(chǎng)中，考古人員發(fā)現(xiàn)了一塊奇特的生物化石。這塊化石殘留有翅膀，嘴里有牙齒，翅膀前端有爪，并有著像蜥蜴一樣的由多節(jié)尾椎骨組成的長(zhǎng)尾。這塊被稱為“始祖鳥(niǎo)”的化石的發(fā)現(xiàn)，使許多考古學(xué)家和古生物學(xué)家為之振奮不已。因?yàn)椴簧偃藞?jiān)持的“鳥(niǎo)類是由蜥蜴進(jìn)化而來(lái)的”這一觀點(diǎn)，在這里找到了依據(jù)。
但是，在今天，這一已被人們廣泛接受的觀點(diǎn)突然失去其權(quán)威性了。因?yàn)樵?986年，美國(guó)的考古學(xué)家在得克薩斯州發(fā)現(xiàn)了一種比始祖鳥(niǎo)還古老7500萬(wàn)年的鳥(niǎo)類化石，并給它定名為“原始鳥(niǎo)”，鳥(niǎo)類的祖先這一“寶座”因而將被原始鳥(niǎo)奪走。古生物學(xué)家指出，如果事實(shí)上是這樣的話，那么鳥(niǎo)類是由爬行動(dòng)物進(jìn)化而來(lái)的這一觀點(diǎn)也將被否定。
為了理解發(fā)現(xiàn)原始鳥(niǎo)的重大意義，我們有必要以始祖鳥(niǎo)的化石為基礎(chǔ)，看看鳥(niǎo)類的進(jìn)化過(guò)程。關(guān)于始祖鳥(niǎo)的起源，英國(guó)博物館的龐夫雷特指出，以往人們認(rèn)為是鳥(niǎo)類祖先的某一爬行動(dòng)物群體，實(shí)際上并不是蜥蜴。始祖鳥(niǎo)是由恐龍家庭的某一“成員”進(jìn)化而來(lái)的，始祖鳥(niǎo)與恐龍既是“遠(yuǎn)親”，又是“近鄰”，它們都起源于槽齒類。不可否認(rèn)，始祖鳥(niǎo)與一種被稱作虛骨龍的小型恐龍，在骨骼上確有非常相似之處，因此早在19世紀(jì)，就有一些古生物學(xué)者認(rèn)為，鳥(niǎo)類的祖先是這個(gè)群系的恐龍。
現(xiàn)在的鳥(niǎo)類是恐龍的后代這種說(shuō)法雖然讓人覺(jué)得難以接受，但如果能把鳥(niǎo)兒與恐龍比較一下，我們就會(huì)獲得更多的信心。
從外貌來(lái)看，現(xiàn)在許多鳥(niǎo)兒都與恐龍有些相像。恐龍中有一種叫鸚鵡嘴龍，它的嘴與會(huì)學(xué)說(shuō)人話的鸚鵡的嘴十分相似。鴕鳥(niǎo)龍的腳和鴕鳥(niǎo)的腳一樣，也有三個(gè)腳趾頭，善于走路。鴕鳥(niǎo)龍沒(méi)有牙齒，鴕鳥(niǎo)也沒(méi)有。鴨嘴龍的嘴活像鴨子嘴，鴨嘴龍游水也像鴨子戲水。鳥(niǎo)類有毛，生活在1?8億年前的聯(lián)龍也是全身長(zhǎng)毛。鳥(niǎo)類的骨骼是中空的，這樣可以減輕體重，便于飛翔。早期的一些恐龍的骨骼也是中空的，科學(xué)家把這種恐龍稱為虛骨龍類，虛骨龍輕巧機(jī)靈，外貌和身體結(jié)構(gòu)很像鳥(niǎo)。
在探索鳥(niǎo)類起源的過(guò)程中，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一是鎖骨問(wèn)題。鳥(niǎo)類的左右鎖骨相互粘連，是V字形愈合鎖骨，十分發(fā)達(dá)。而恐龍的鎖骨則因退化而完全消失了。對(duì)此，持“鳥(niǎo)類起源于恐龍”的觀點(diǎn)者認(rèn)為，恐龍類和鳥(niǎo)類都來(lái)源于槽齒類，只是在后來(lái)的進(jìn)化中它們的鎖骨才發(fā)生了不同變化，不能憑這一點(diǎn)就說(shuō)恐龍不是鳥(niǎo)類的祖先。
可是，當(dāng)上述觀點(diǎn)提出來(lái)以后，有的科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了一些帶有鎖骨的虛骨類恐龍，化石分析表明，始祖鳥(niǎo)與虛骨龍的骨骼有明顯的共同之處，但是其中的許多特征是槽齒類生物所不具備的。這樣一來(lái)，又推翻了以前關(guān)于恐龍與鳥(niǎo)類都起源于槽齒類的觀點(diǎn)。
后來(lái)，當(dāng)原始鳥(niǎo)的化石發(fā)現(xiàn)以后，持有不同觀點(diǎn)的專家學(xué)者們紛紛轉(zhuǎn)移視線，試圖從原始鳥(niǎo)的身上找出新的理論突破。古生物學(xué)家經(jīng)過(guò)分析原始鳥(niǎo)的化石后，驚奇地發(fā)現(xiàn)，原始鳥(niǎo)與始祖鳥(niǎo)相比，具有許多更接近鳥(niǎo)類的特征。
首先，原始鳥(niǎo)類具有始祖鳥(niǎo)無(wú)法比擬的胸骨和龍骨突起特征，而且非常大。更為重要的是它還生有一種奇怪的肩骨，這是由于撐起羽毛的肌肉沿肩骨通過(guò)，因而一般鳥(niǎo)類的肩骨都很大。在這一特征上，原始鳥(niǎo)與現(xiàn)代鳥(niǎo)十分相似。其次，原始鳥(niǎo)的骨骼也是中空的，并且具有與飛翔有關(guān)的骨骼特征。
另外，原始鳥(niǎo)除殘留有普通鳥(niǎo)類所具有的一些特征外，還殘存著一些爬行類動(dòng)物所具有的特征。例如其尾巴很長(zhǎng)，有與脊椎牢牢相連的坐骨，似爬行類動(dòng)物等等。
從以上事實(shí)中不難發(fā)現(xiàn)，鳥(niǎo)類的起源時(shí)間還要往原始鳥(niǎo)以前探究。原始鳥(niǎo)的發(fā)現(xiàn)，將有可能否定在此之前的鳥(niǎo)類起源于恐龍的觀點(diǎn)。原始鳥(niǎo)化石的發(fā)現(xiàn)無(wú)疑為探究鳥(niǎo)類的起源提供了新的資料，但對(duì)于鳥(niǎo)類祖先究竟是誰(shuí)，科學(xué)家們?nèi)詿o(wú)法取得一致意見(jiàn)，只有發(fā)現(xiàn)了更古老的鳥(niǎo)類化石后才能作最后結(jié)論。
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