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国际最终的无颌鱼有着异乎寻常的生计之技

2019-09-26 12:45:34  阅读:7386+ 作者:责任编辑NO。姜敏0568

作者丨亮光鱵

在寒武纪晚期至奥陶纪前期,一支鳗形的鱼类同其时的其他类群别脱离来。

这自身没有什么稀罕的,其时全部鱼类都是鳗形,比方昆明鱼、海口鱼和牙形石,这是脊索动物最底子的形状,即便到现在咱们也仍然能够看到许多这样的动物,但我所要说的这一支鱼,却没有在那个年代留下任何化石记载,咱们只能经过推理,得知它们在那个悠远的年代现已存在。

凤娇昆明鱼(Myllokunmingia fengjiaoa),国际最早的鱼类

这便是现在圆口总纲的先人,它们的演化位置大致坐落昆明鱼纲之上、甲胄鱼类之下,这国际最早的圆口动物或许和它们的先人相同过着滤食性的日子,鳗形的身体能够夸大摇摆推进身体行进,在它们的头上,有一对兴旺的眼睛,眼睛之后则是一排联通鳃腔的外鳃孔。在它们的体内,椎弓构成了简略的脊椎,这样的结构,是脊椎构成道路上的第一步。

三峰七鳃鳗(Lampetra tridentata),属尚存争议

假设全部就如此发展下去,那么一种软骨版的鳗鱼就会呈现在地球上,它们尔后的命运也将不得而知。

但是,在泥盆纪或更早的时分,圆口类的先人发生了两大分支,一支留在浅水,过起了体外半寄生的日子,而另一支则潜入深海,日趋特化,成为深海生态系统中不可或缺的一员。

留在浅水的这支圆口类便是现在的七鳃鳗。从结构上来看,七鳃鳗或许与圆口类的先人比较相似。它们的成体有着兴旺的眼睛,眼后摆放七对外鳃孔,在它们的身上,背鳍和尾鳍也都非常显着。七鳃鳗也有脊椎,它们的脊椎以极小的软骨弓片构成,摆放在脊索的反面,适当于其他鱼类脊椎中的的基背弓片和间背弓片,这是当今国际上最简略的脊椎。

成年七鳃鳗的解剖结构

七鳃鳗是非常闻名的一类无颌鱼,这首要是因为它们臭名远扬的半寄生习性。成年的七鳃鳗有着吸盘相同的嘴,里边生满角质的牙齿。使用这张嘴,七鳃鳗能够固着在其他物体上,比方岩石或许其他鱼类。当吸附在鱼体上时,七鳃鳗会用牙齿锉开宿主的皮肉,然后把舌头作为唧筒,将宿主的血液泵入自己体内,当七鳃鳗脱离,吸血的当地就会留下一个圆形的创伤,这自身不会有太大影响,但假如太多了就有问题——在美国的一些当地,顶级鱼吸鳗的众多现已成了匙吻鲟种群数量下降的一个要素。

寄生于鲤科鱼类体表的顶级鱼吸鳗

但是,并不是全部七鳃鳗都是吸血的,它们的幼体“沙隐虫”,便是一些滤食性的动物。沙隐虫望文生义,它们隐于沙中,很少脱离沙层进入水体。沙隐虫阶段的七鳃鳗在结构上相似于昆明鱼,没有眼睛,鳍的发育也不完善。与成年的七鳃鳗不同,沙隐虫的口并非吸盘,而形似漏斗,藏在沙子里时,它们会把口伸出沙子探入水中,跟着水流被沙隐虫不断吸入,水中的碎屑和小生物等也会流入沙隐虫口中,水流终究自沙隐虫的鳃孔排出,而那些可食之物则留下来成为沙隐虫的美餐。在沙中,七鳃鳗会以沙隐虫的方式生计数年之久直到反常完结,而当它们终究脱离沙层,进入水中敞开全新的日子,一条成型的七鳃鳗也宣告呈现。

雷氏叉牙七鳃鳗的沙隐虫,这是我自己在本年春夏养殖的个别

雷氏叉牙七鳃鳗的沙隐虫将口探出沙层进食

纵使是成体,也有一些七鳃鳗摒弃了传统的半寄生日子,放下屠刀立地成佛。溪叉牙七鳃鳗(Lethenteron appendix)是散布于北美的一种七鳃鳗,它们的沙隐虫与其他物种的沙隐虫相同都是滤食性的,但当进入成体阶段,溪叉牙七鳃鳗就不吃不喝,直到逝世,这是一种相似于蜉蝣的日子史,仅仅成年的溪叉牙七鳃鳗明显比蜉蝣龟龄。

溪叉牙七鳃鳗的口盘现已退化,无法依靠宿主

现在,咱们发现的化石七鳃鳗物种寥寥可数,七鳃鳗身份确凿无疑的,总共只要四种,而其间最陈旧的是日子在3.6亿年前泥盆纪南非的古七鳃鳗(Priscomyzon riniensis)。这是一种形如蝌蚪的鱼类,有着滚圆的脑袋和纤细的尾巴。毫无疑问,古七鳃鳗现已高度特化,它们的口现已成为吸盘,而且比今日任何一种七鳃鳗都有着相对身体而言愈加夸大的份额,这样的特化阐明它们不或许是实际上最早的七鳃鳗,或许仅仅七鳃鳗在演化道路上的一个旁支,而那些在泥盆纪适当茂盛的各种有颌鱼类,正是古七鳃鳗中意的宿主。

古七鳃鳗的复原图

古七鳃鳗的化石

2006年,我国的科学家也宣布了一种产自我国的远古七鳃鳗,这便是日子在早白垩世的孟氏中生鳗(Mesomyzon mengae)。孟氏中生鳗的化石出土于内蒙古自治区的义县组,是闻名的热河生物群的一员,在那个非鸟恐龙飞翔于蓝天的年代,陈旧的七鳃鳗就现已周游在神州大地,而孟氏中生鳗的呈现,代表了七鳃鳗进入淡水的最早化石记载。

作为淡水七鳃鳗的前驱,中生鳗仍然保留了一些海水七鳃鳗的特征,比方较大的口盘

全球的化石记载里也有一些或许是七鳃鳗但不知道究竟是不是的家伙,比方石炭纪的Pipiscius zangerli。2016年有学者提出了一个很有意思的观念,他以为马荣溪组中很多发现的“塔利怪物”(Tullimonstrum gregarium,Tully monster)也是七鳃鳗纲的。塔利怪物是种谜相同的生物,它的发现到现在现已六十多年了,但它分类上的归属仍然没有确认,没有人知道它是什么玩意,脊索动物软体动物节肢动物,都有人提,16年这个七鳃鳗纲的说法也是把它归到脊椎动物里边。假如七鳃鳗纲的说法建立,那么塔利怪物的中文正式名能够翻译成“寻常荒诞鳗”,我上一年在这个前提下发过一个科普,不过惋惜的是这个说法在学界里没有得到什么广泛认同,就在相关论文宣布后不久,另一篇论文出来了,一条一条地把前文以为它是脊椎动物的根据基本上全驳了回去……

Pipiscius zangerli,它们的口盘在化石中留下了显眼的印记

根据七鳃鳗说制作的塔利怪物复原图

而那潜入深海的另一支圆口类,则构成了今日的盲鳗纲。与七鳃鳗不同,为了习惯特别的环境,盲鳗的结构现已发生了天翻地覆的改变,它们现已失去了眼睛,脊椎也彻底消失,仅仅在胚胎发育的过程中,相似于椎片的软骨会暂时呈现,但随后这些软骨也都消失了。咱们有理由信任,在演化的初期,盲鳗与七鳃鳗相同具有原始的脊椎,仅仅在后来,盲鳗体内相应的基因在演化中逐步封闭,而七鳃鳗的则连续下来,盲鳗胚胎发育中呈现的那些软骨,便是这一理论的有力支撑。

大西洋盲鳗(Myxine glutinosa)

今日,全部的盲鳗都是海生的,它们散布在全国际的深海和冷水海洋,实际上在演化中盲鳗也从未脱离海洋,因而它们的体液与海水是等渗的——这在今日的全部脊椎动物中都绝无仅有,除开盲鳗外,当今的全部脊椎动物在演化进程中都阅历过一个淡水的阶段,因而它们中大大都的体液渗透压低于海水(软骨鱼类高于海水),但盲鳗一向日子在海洋里,因而仍然保留了海水的渗透压。

太平洋黏盲鳗(Eptatretus stoutii)

现在,盲鳗在它们所在的生境中扮演着无足轻重的人物,它们是大海中勤奋的清道夫,当尸身落地,成群的盲鳗就循味而来,它们左右开口的嘴里着生着尖利的牙齿,足以剜下腐肉送入口中。有时分,食腐的盲鳗会钻入死鱼体内,连鱼带鳗被捞上来后,这些死鱼里的盲鳗就被当成了寄生者,一些教材直言盲鳗是仅有彻底营内寄生的脊椎动物,这是彻底过错的。

深海中的鲸落是盲鳗时间短的乐土

有人想看无颌的盲鳗嘴是怎样个开口法么?

高能预警!

……

……

……

……

尽管并不寄生,但安安分分当一个海底碎尸机趁便啃点无脊椎小动物,好像也枉于盲鳗这三亿年的演化史。就在前些年,科学家们惊讶地发现盲鳗居然会自动捕食其他鱼类,而且这发现随后还上了《Nature》——一种新盲鳗属(Neomyxine)的盲鳗,会在穴居鱼类哈氏赤刀鱼的栖息地活泼地四处搜索,假如有赤刀鱼冒头,它就把赤刀鱼逼回窟窿,然后自己也钻进去控制住它,把它从洞里拖出来带走。这样的发现,现已足以推翻咱们关于这些陈旧鱼类的认知。

新盲鳗捕食赤刀鱼的流程示意图

在盲鳗的体表,有一排兴旺的黏液腺,其间的细胞能够排泄有毒的黏液。在遇到要挟的时分,黏液很多开释,其间的纤维蛋白在水中拉伸开来,与黏液蛋白和水分构成胶状的粘稠物质,在遭受单向的拉力如天敌的吸力时,这些黏液还会进一步延展,一大团黏液吃进嘴里堵了鳃腔搞不好就会窒息,所以天敌往往就只能匆忙把吃进去的盲鳗吐出来(当然也有丧尽天良不论黏液的直接生吞的)。

不论你是铠鲨仍是多锯鲈……

但是在这么一团黏液里待久了,盲鳗自己也或许会窒息,所以被吐出来后,它会从尾部开端打一个结,然后把这个结往前移动。打结适当于给了黏液一个剪切力,而在剪切力下黏液的粘度会下降,就方便了盲鳗的抽身,而当这个结移动到头部时,盲鳗就会从自己的黏液里整个脱离出来,然后溜之大吉。

一大把盲鳗黏液

或许是因为结构和日子习性的原因,盲鳗的化石非常难得一见,比七鳃鳗愈加稀缺。人类已知最早的盲鳗化石来自石炭纪,比七鳃鳗稍晚,其间,发现于美国石炭系地层马荣溪组的似盲鳗(Myxinikela siroka)非常有特征,这种处于演化前期的盲鳗,具有一个非常有意思的性状——眼睛,今日的全部盲鳗都是瞎子,但似盲鳗不是,这阐明至少在盲鳗演化的前期阶段它们仍是有眼睛的,但深海这样的生境眼睛用途不大,所以后来就退化掉了。

别的,根据一些说法,现在已知的全部盲鳗都是盲鳗科,不论有没有眼睛,这样的话,盲鳗科便是现生的全部鱼类中最陈旧的一个科,从三亿年前的石炭纪一路打到现在。

似盲鳗化石,图中指出的e便是眼睛(eye)

似盲鳗的复原图,今日的一些盲鳗只要一个外鳃孔,但相对原始的盲鳗不是这样的。

长期以来,圆口类的单系性一向都是学界争辩的一个事项,这也便是说,关于圆口类是不是演化上独立的一个分支,这工作学界一向在争来争去,很多人列举了盲鳗的种种原始特征,比方没有弓片和螺旋瓣肠,并以为七鳃鳗比盲鳗愈加前进。根据这个定论,盲鳗被踢出了脊椎动物,与包含七鳃鳗在内的“脊椎动物”一起构成“有头类”,乃至有人以为连昆明鱼都高过盲鳗,但跟着研讨的进一步深化,人们发现这些“原始”的特征好像其实都是次生发生的,更重要的是,简直全部分子依据都支撑七鳃鳗和盲鳗构成一个单系群,即所谓的“圆口类”。

圆口类的单系(A)和并系(B)

在上世纪七十年代前,圆口类遍及被以为是一类甲胄退化的甲胄鱼类,并因而被归入甲胄鱼中最为前进的头王八纲(Cephalaspida,这个纲现在晋级了),不过现在来看,圆口类应该比全部甲胄鱼都愈加原始,在全部的脊椎动物中,它们的位置介于甲胄鱼和昆明鱼目之间,而它们与牙形石纲孰高孰低的工作,还需要进一步的研讨。

除最初王八,也有人以为圆口类(至少是七鳃鳗)来自甲胄鱼中比头王八更根底的缺王八纲(Anaspida)或花鳞鱼纲(Thelodonti),但这样的说法现在也被否定掉了。

缺王八纲下的鱼类与七鳃鳗非常相似,这是莫氏鱼(Jamoytius),存在于志留纪

在圆口类的化石初次呈现在3.6亿年前的泥盆纪地层中时,陈旧的地球正处于闻名的鱼类年代,简直全部鱼类的纲级类群都络绎在泥盆纪的水域之中,其间不乏各种无颌鱼类。泥盆纪是无颌鱼的巅峰年代,林林总总的甲胄鱼占有了很多的生态位,直面来自有颌类的冲击,愈加低一级的圆口类却毫无存在感,从稀疏的化石记载就能够看出这一点——甲胄鱼毫无疑问是其时无颌鱼类的干流,圆口类仅仅打个酱油罢了。但当3.589亿年前泥盆纪结束时,全部的甲胄鱼都消失了,随后在2.013亿年前的三叠纪-侏罗纪灭绝事情中,从寒武纪一路走来的牙形石也宣告完结,七鳃鳗和盲鳗成为旧日强壮的无颌帝国最终的扛旗手。到今日,圆口类现现已历了17场灭绝事情,其间有三场是“大灭绝”,但它们却一向走到今日,现在,国际上仍然有126种圆口动物,其间,有44种七鳃鳗、82种盲鳗,它们是国际最终的无颌鱼类。

海七鳃鳗(Petromyzon marinus)寄生在姥鲨体表

-完-

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