七鳃鳗化石
因为七鳃鳗化石极其罕见,所以这些最新发现有助于科学家填补3.6亿年前出现的鱼类和今天在世界海洋中畅游的鱼类之间的进化空白。
最近,我国北方出土了两具保存完好的七鳃鳗化石,它们的历史可以追溯到1.6亿年前。现在,科学家揭示了这些奇异海洋生物进化模式的新信息。
七鳃鳗在地球上已经存在了3.6亿年,最早的这种鱼只有几厘米长,以藻类为食,但在燕辽生物群地层中发现的化石要大得多。这种没有下颚、像鳗鱼一样的生物有“宽齿”的嘴,它们用来咬住猎物,吮吸猎物的血液,甚至挖掉猎物的肉块。
吴飞翔
中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员吴飞翔在接受美国《国家地理》杂志采访时表示:“第一眼就给我留下了深刻的印象。”
吴飞翔在辽宁省的一块岩石中发现了这些化石,每一个都揭示了一种不同的、以前不为人知的史前鱼类。
加拿大自然博物馆的古生物学家特苏托·米亚希塔(Tetsuto Miyashita)没有参与这项研究,他告诉《国家地理》杂志:“恐龙时代的七鳃鳗化石中,没有其他的七鳃鳗化石能如此清晰地保存它们可怕的口腔器官。”
新发现的侏罗纪七鳃鳗扫描模拟图
根据特苏托的说法,七鳃鳗的化石记录非常稀少和贫乏。但正如吴飞翔和他的同事在《自然通讯》上发表的研究中指出的那样:“这些七鳃鳗化石保存得非常完好,有一套完整的进食结构。”这种完美无缺的保存使古生物学家们能够更清楚地了解1.6亿年前七鳃鳗的样子,以及它们是如何进化的。
在这两种新发现的物种中,杀手燕辽鳗(Yanliaomyzon occisor)体型较大,长度接近60厘米。这是迄今为止发现的最大的七鳃鳗化石。这种尺寸更接近现代七鳃鳗,它们的平均长度在35到60厘米之间,比它早期的祖先大几倍。
该研究的作者写道:“据我们所知,杀手燕辽鳗是迄今为止已知的最大的七鳃鳗化石,是现代物种中最大的。现存七鳃鳗的成年体型与它们的主要生物学特征有着内在的联系,体型较大的食肉或寄生物种能够迁徙更远,分布更广,产卵更多,对咸水的耐受性也更强。”
杀手燕辽鳗模拟图
研究人员认为,食肉口器的发展可能在体型的增加中发挥了重要作用。
正如他们在研究中指出的那样,体型较小的古代七鳃鳗的进食机会相当有限,因为它们的绝大多数潜在宿主当时都有厚厚的鳞片或甲壳。最有可能的是,这些早期的七鳃鳗以藻类为食,而大多数现代七鳃鳗是掠食性和寄生性的。
也有非寄生的现代七鳃鳗,但它们往往是较小的淡水物种,成年后不进食。相反,根据阿拉斯加州渔猎部的说法,它们以获得的幼七鳃鳗为食。
澳洲囊口七鳃鳗
但杀手燕辽鳗化石的进化轨迹显然与之前的七鳃鳗不同,除了体型更大之外,杀手燕辽鳗和大牙燕辽鳗(Yanliaomyzon ingensdentes)的嘴巴里排列着锋利的牙齿,还有一种被称为“活塞软骨”的结构,可以帮助它们移动舌头。吴飞翔指出,一种被称为澳洲囊口七鳃鳗的现代物种也以猎物的肉为食,它们也有类似的口腔结构。
作者在研究中写道:“在肠道的位置,有几块长牙的颌骨,可能还有一些身份不明的硬骨鱼的头骨和一些骨骼遗迹。有可能这些古老的七鳃鳗不仅能吃掉猎物的肉,还能碾碎猎物的头骨。”
这种进化发展可能是受到当时其他鱼类更大变化的刺激。正如吴飞翔所说,1.6亿年前,薄鳞硬骨鱼开始大量出现,取代了之前身披厚重甲壳的鱼类。对于七鳃鳗来说,这意味着新的食物来源,它们开始进化成食肉动物。
杀手燕辽鳗(abcde)和大牙燕辽鳗的化石标本及复原图
考虑到七鳃鳗的化石记录是多么不完整,这些新发现真的很了不起,因为它们似乎来自它们进化史上的一个重大转折点。虽然七鳃鳗进化的全貌还远未完成,但是这两个新物种的发现无疑填补了之前相当大的空白。