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四億年前，古魚如何爬上陸地？
原創： 盧靜 我是科學家iScientist
四億年前，四足動物的祖先——魚類從深海爬上了陸地，從而，才進化出了人類。那么，我們的祖先究竟是哪一種魚呢？這些魚類又是如何爬上了陸地？在進化的過程中，它們的神經系統發生了怎樣的變化？中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員盧靜帶來演講《四億年前，古魚如何爬上陸地？》。
以下為盧靜演講實錄：
我是盧靜，來自中國科學院古脊椎動物與古人類研究所，我的主要研究方向是古代魚類。
右上角是我們研究所外面的大樓，左邊這張是中國古動物館。
大家知道，我們研究所主要是研究什么的嗎？
和大家一樣，過去我也以為我們研究所主要是研究恐龍的，而我也是報了研究恐龍的決心來到了所里。
01 四億年前，古魚如何爬上陸地？
我們過去一直認為，腔棘魚在6500萬年前就已經和恐龍一塊滅絕了。但是在上個世紀30年代一次非常偶然的情況下，出海捕魚的漁船捕獲了第一條活著的腔棘魚，那個時候我們才知道，原來這種魚還沒有滅絕，它還和我們人類一起生活在這個地球上。
有關現生腔棘魚發現的故事非常傳奇。
故事發生在1938年的12月22號，地點是南非的一個小港口城市東倫敦。東倫敦有一個博物館，館里有一位管理員拉蒂邁小姐，她主要責任就是幫博物館收集標本、整理標本和采集標本。所以，她和當地的漁船有一項協議：漁船出海捕魚的時候，如果打到了有意思或平時沒見過的生物，會幫她帶回來作為博物館的收藏。
這一天，漁船又出海打漁回來了，這也是漁民們今年最后一次捕魚。他們回來后的第一件事情就是給拉蒂邁小姐打電話：“我們回來了，這一次收獲非常大。我們打著了一條一噸半重的鯊魚，你看能不能過來取一下。”
拉蒂邁小姐當時正在博物館里做一件她認為非常重要的工作：和幾位同事一起裝架一個恐龍的骨架，她非常希望能在圣誕節前裝架完。所以她想，上一次你們給我的我還沒有整理完，現在又帶回來了一條一噸半重的鯊魚，怎么辦？但是快到圣誕節了，她又覺得應該過去跟船員們打一聲招呼，至少說一聲圣誕快樂、新年快樂。
所以她帶了一個大麻袋，叫了一輛出租車到了碼頭。見到船員們后，開始愉快地聊天——
“不好意思，剛才我是開玩笑的。我們根本沒有打著一噸半重的鯊魚，只是想跟你說一聲新年快樂。”
“沒事沒事，新年快樂。”
“既然來了，不如看看我們出海的收獲，看看有沒有需要的。”
于是拉蒂邁小姐就上了甲板，看他們打回來的東西：章魚、小鯊魚、金槍魚、海帶、海藻……的確，看起來好像沒有什么稀奇古怪的東西。但撥開所有覆蓋著的、看起來平淡無奇的生物之后，她看到下面有一條人那么大、大約有1米6長的魚，閃著藍色的珍珠般的光澤，它的魚鰭肉嘟嘟的，還長了一條小狗般的尾巴。
拉蒂邁小姐走近觀察，看到它的身上有厚厚的鱗片，于是想到了一句話——
那是她還在讀書的時候，有一次上生物課，老師問拉蒂邁小姐：你知道什么是化石魚嗎？拉蒂邁小姐沒有專心聽講，所以答不上來，老師就讓她把“硬鱗魚即化石魚”抄寫了一百遍，這句話也因此深深地印在了拉蒂邁小姐的腦海里。
但現在她看到的這條魚是一條硬鱗魚，不是化石，而是活生生地出現在人面前——它究竟是什么？拉蒂邁小姐沒辦法回答，也沒有人能夠幫她回答，她能做的只有把這條魚拉回博物館里。但是司機師傅看到這條大魚之后十分抗拒：“不，我不會幫你帶的，這是我剛換的車，我不想讓我的新車裝載一條臭魚。”拉蒂邁小姐好說歹說，給他加了一倍的價錢，出租車司機才很不情愿地同意了。
回到博物館之后，拉蒂邁小姐遇到了第二個困境：博物館里面沒有一個1.6米大的冰柜可以儲藏這條魚。而南非在南半球，12月正值盛夏，魚已經開始腐爛。拉蒂邁小姐給當地的凍肉庫打電話求助，但是凍肉店老板一口拒絕了，說只允許冷凍居民食用的肉。最后拉蒂邁小姐沒有辦法，只好把快要腐爛的魚內臟挖出來，作為濕垃圾扔了出去。
同時，她拍了一封電報給博物館在另一個城市的客座教授，史密斯教授，非常精確地描述了她的發現。但是非常不湊巧的是，史密斯教授和夫人出去度假了，要新年之后才回來。也就是說，當史密斯教授看到拉蒂邁小姐發的這封電報時，已經是十幾天之后的事情了。當時史密斯教授就驚呆了，因為如果素描圖正確，這將是20世紀最重要的發現之一。所以他立刻想也不想地就給拉蒂邁小姐回復，說無論如何請保留好這條魚。隨后，他立刻訂了第二天最早的航班到東倫敦。
為什么這條魚會這么重要？
人類的胳膊里面有骨頭，但是我們平時吃的、見到的大部分魚都沒有。只有肉鰭魚例外，而且骨頭的排列跟我們一樣（見圖中紅、黃、藍）。
所以，空棘魚之所以重要，就是因為它的骨骼代表了人類四肢骨骼的雛形。
第二年，文章很快發表了，史密斯教授用拉蒂邁小姐的名字命名了這條魚。我們認為找著了自己的祖先魚類，因為它有跟我們一樣的四肢。
大概30年后，一對博士生在印度洋海域度蜜月時，非常偶然地發現了印尼拉蒂邁魚。
優雅的水中舞者 | ARKive
拉蒂邁魚生活在深海里，我們為了知道它如何生活，費了非常大的功夫，花了十幾年的時間，研究出來潛水的裝置。可以看到，它的游動和其他魚非常不同，魚鰭緩慢擺動，就好像是在水里跳舞一樣，大家都說它是“優雅的水中舞者”。
02 四億年前，魚腦告訴我們什么信息？
拉蒂邁魚的故事告訴了我們四肢的由來。而動物里面最重要的司令部就是腦，那4億年前魚腦又是怎么樣的呢？它又能帶給我們什么演化上的信息？
我們現在說的中樞神經系統，指的是腦、脊髓，以及12對腦神經，它們在4億年前的結構除了一部分演化上的變化，其余跟現在基本一模一樣。所以，我們可以通過研究中樞神經系統來研究腦的演化。
當然這是一個笑話。但是，我們怎樣在化石里面研究魚腦？因為腦是軟體組織，它肯定是保存不下來的。
大家如果去醫院照過核磁就會知道，X射線掃描人體通過探測器可以成像。我們可以把同樣的方式運用到古生物的腦顱研究中。
這是我們同事用3D渲染軟件做的局部的西瓜蟲的三維示意圖，大家可以看到細節非常精確。
這條魚叫做奇異東生魚，是一條非常小的魚，魚頭只有手指甲蓋這么大。我們通過CT掃描的方式，獲得了它腦顱的顱內膜信息。
它是四足動物演化中最早的祖先魚類，橙色部分是它的垂體。而在垂體的前端，有一對像舌頭一樣的凸起，在所有的化石魚類中從來沒有發現過。但是我們非常偶然地在墨西哥鈍口螈（一種原始的有尾兩棲類生物）中發現了類似的結構（腺垂體結節部），用來容納調節生物節律的褪黑素。這個功能在陸生脊椎動物中非常重要，因為魚類一旦上了陸地，就會受到晝夜節律還有四季變化的影響。
我們還研究了各種各樣的早期肉鰭魚類，為了探討在四足動物登陸的過程中，它們腦部到底發生了什么樣的變化。我們想要回答的問題就是魚兒為什么爬上陸地，或者是魚兒怎么樣爬上了陸地。
在《深海潛魚4億年》里面，有一句話我非常喜歡，大意是——
這種魚來自亙古的海洋，已經在海里遨游了4億年，希望它可以繼續再遨游4億年；我也希望，我們人類可以像拉蒂邁魚一樣（雖然我們出現的時間并不長），在這個星球上永遠生活下去。
謝謝大家。
作者：盧靜
編輯：麥芽楊、凝音
原標題：《這種以漂亮小姐姐名字命名的魚，沒有它就沒有現在的我們》
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