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走近动物世界-第4部分
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们都有四肢，前肢 后肢，手脚都有。那么实际上我们刚才看的那张图，就是我们现在的这些脊椎动物，实际上仅仅是我们地球上生活的这些脊椎动物里头很小的一部分。其实大多数的这些脊椎动物已经消亡在这个远古时代，所以我们都要到野外到地层里去寻找，把它们找出来，然后把使演化的这个谱系图变得更加完整，那么这就是我们研究的一个内容。那么通过这些研究呢，然后我们才能找出这个生物进化的一些到底是一种什么格局。那么其实在古生代海洋里头的话，它跟现代的我们的海洋一样，里头也是充满生机的一个世界，那么当然海洋中的很多无脊椎动物，现在已经没有了，都已经灭绝掉了。那么包括你看这儿有三叶虫呀，这种角石呀，还有一些像现在这种鹦鹉螺的东西非常多，整个海洋世界是充满了生机，那么当然这里头的霸主是什么？里头最高等的动物是什么？在这个海洋里头那就是鱼，那么这都是一些古代海洋里头的一些鱼类，这些很多鱼类都已经灭绝掉了，后面还会给大家介绍。
实际上就是说在这个我们要给大家介绍的这个整个时段呢，一直就是从脊椎动物的起源，一直到四足动物的起源，从这个寒武纪一直到泥盆纪的末期。那么这里头实际上涉及到脊椎动物演化的很多重要的事件，那么我们实际上在三亿多年前，那么当时地球上最高等的就是这些鱼类，那么在我们现在到野外去找到这个时段的地层里头的化石，就是各种各样的鱼类化石，那么里头当然首先给大家介绍一下就是我们从脊椎动物的开端，那么大家可能知道，有一个就是我们叫寒武纪大爆发，那么在寒武纪的时候呢，无脊椎动物的很多门类就突然地都出现了，那么其中就是也出现了我们最早的脊椎动物，那么这个时候大概是五亿三千万年前，那么这是当时这个五亿三千万年前的海洋的一些场景。这个是我们在云南的昆明海口发现有两种鱼，一种叫海口鱼，一种叫昆明鱼的研究，我们认为它已经是脊椎动物了，那么这个发现实际上把这个脊椎动物的化石记录整个就提前了两千万年。这个是在1999年公布的一个成果，这也是当年中国当时十大科技进展之一吧，就是发现了最早的脊椎动物，这是在我们中国的云南。那么这些最早的脊椎动物的话呢，这个跟我们现在的这些盲鳗，跟现在的七鳃鳗都非常相像，它实际上表面是非常光滑的，没有一些外骨骼，就是非常光滑。那么这是我们七鳃鳗，这是盲鳗，没有外骨骼，那么其次我们在地层里头发现最早的这些脊椎动物，最早的这些无颌类都是一些披盔戴甲的鱼类。那么这是各种各样的无颌类，门类很多，分布在全球各个大洲几乎都有，当然就是我们中国这一块儿的无颌类，跟在欧洲或者在澳大利亚，或者在美洲的发现的种类是完全不一样的。所以这个对于研究就是当时古地理到底是一个什么样，地球到底是什么样，相互之间是什么关系，还是能够提出很多重要的证据。那么这个是中国所发现的特有的无颌类，我们叫做盔甲鱼类，这就是各种各样的盔甲鱼类，大家看到这种长长的这个实际上这都是它的一些鼻孔，它有一个头甲，这两边是它的眼孔，身上有很多这种感觉管，有的标本可以保存的非常精美。那么大家看看这个标本，它保存了它的脑部的结构，它的血管神经非常细微的一些结构，通过对这些脑的研究，实际上我们就可以研究我们脊椎动物的这个脑是怎么一步一步演化过来的，那么实际上对研究生物进化，这些标本，这些化石材料，还是具有非常重要的价值。
那么从这个无颌类就是进化到了有颌类，那么有颌类实际上总共有四个大类，其中有两个大类已经完全灭绝掉了，另外两个大类，就是我前面给大家介绍的软骨鱼纲跟硬骨鱼纲。我们现在地球上还有。那么现在呢，我还是先给大家介绍一下，就是已经灭绝掉的这些，可能大家现在只能到博物馆里才能看到的一些鱼。那么这些鱼在野外或者在博物馆里，大家一看根本不像鱼，那么这个看起来还是有点像鱼这个叫棘鱼纲，这个大概在两亿六千万年前已经灭绝掉了。那么这个鱼的话，它的最主要的特征，就是它身上长了很多很多的棘刺，然后身上披的鳞是非常细小的鳞，所以说这种化石保存的话，就是有完整的这条鱼有时很难保存，因为如果不是原地保存很难保存。所以我们经常在地层里头发现的是一些比如说棘刺或者一些鳞片，然后我们就来恢复这个鱼。但这个看起来还是跟我们现在的，平时见到的鱼还是挺像的。另外一类呢就叫做盾皮鱼纲，这个实际上在三亿六千万年前就已经完全灭绝，那么这个鱼的一个最主要的特征，就是说它的头跟它的躯干的前部都披了非常重的甲片，就像一个盒子把它包起来，所以我们现在找到的这些化石，就是这样各种各样的这些甲片，然后把它复原出来，那么它实际上整个鱼是这么一个样子，但是化石里头经常找到这么一个东西，那么实际上我刚才给大家放的这个复原图里头，这些都是一些叫做盾皮鱼类的东西，有的它长的那个鳍里头也披了这种甲片。这些鱼可能有的非常大，整个头跟躯干的前部这一部分就有这么长，很大的鱼，所以这个叫恐鱼。这是它的头部，这是它的躯干的前部。但是也可以会非常小，这是我们在中国发现的另外一条鱼化石，我们叫小头鱼，这个头你大家看看就这么大，这个比例尺是五个毫米，所以这个头也就是两个毫米多一点，然后再加上它的身子，鱼就非常小。所以可能会很大，也可能会很小，那么这就是盾皮鱼跟棘鱼。
那么再下面我重点给大家介绍这个就是硬骨鱼类。硬骨鱼类的话呢，我刚才也说了，包括这个最主要的一支就是辐鳍鱼类，它的鳍呀就是腹鳍跟胸鳍，它的鳍条都是辐射状的。这里给大家重点介绍一个叫多鳍鱼，这个多鳍鱼的发现是非常有意思的一个事情。在法国大革命的时候，就是大概一七九几年的时候，法兰西科学院重组，当时它的博物馆里头就是招聘一些教授，大概当时博物馆有12个教授，那么当时这个圣西兰，就是被聘任为法兰西博物院的比较解剖学的教授，大概二十几岁当教授，他是出生于1772年嘛，1793年当教授，二十一 二岁。然后在这个1798年到1801年的时候，拿破仑就是远征埃及，远征埃及呢，当时拿破仑就随军带了一批科学家就到这个埃及去了，当时就带去了圣西兰。圣西兰就在这个尼罗河里头，当时就发现了这么一个非常怪的鱼，就是这个多鳍鱼，它上面很多很多这种鳍条。这个鱼在干旱的时候，它把自己包起来，很少的水它都能活，所以这个多鳍鱼的发现，其实当时是挺轰动的一件事情。这个圣西兰也是建立埃及科学院的一个很重要的人物。那么他回到了巴黎以后，圣西兰就是通过对多鳍鱼的研究，因为它的鳍条只有一根中轴骨，跟我们后面的这个肉鳍鱼类其实挺像的。所以他建立了就是从这个鱼一直到这个哺乳动物一个比较解剖的序列，他就认为这些鱼跟两栖类，跟爬行类，跟哺乳动物从动物结构上来说是一致的，所以他就提出了叫动物结构一致性原理，就是最早把这个鱼跟这个四足动物联系在一起。那么跟四足动物起源关系更密切的，实际上是叫做肉鳍鱼类。也就是最早发现的现生的肉鳍鱼类是1836年，在美洲发现的，所以叫美洲肺鱼，那么1837年也发现了非洲肺鱼，1870年发现了澳洲肺鱼。所以肺鱼实际上也就是这三个属种，都分布在我们现在的南半球上，就只有三种肺鱼。
那么最早这个美洲肺鱼给发现的时候呢，把这个肺鱼放到这个进化树上的是谁呢？是海克尔。这是德国的一个生物学家。那么还有一些化石，这里头给大家讲一讲空棘鱼。空棘鱼最早这个属的命名也是1836年，也就是美洲肺鱼被发现的时候，它的一个特征，顾名思义，就是它的脊椎骨都是一些软骨，所以它这个地方是空的，所以叫做空棘鱼，这大概是六千五百万年，大概恐龙灭绝的那个时代的话，在这之后就再也找不到空棘鱼这个化石，那么就认为这也是一个已经消亡、已经灭绝的一个鱼类。在这个大概也是二十世纪三十年代末的时候，这个鱼又在这个科摩罗群岛，最早是在这个南非的一个东伦敦港的一个小渔船上，当时过圣诞节的那个时候，在这个小渔船上被发现了。
那是在1938年12月22日，在南非小镇东伦敦海港的一条海船上，一位在当地博物馆工作的年轻女孩拉蒂迈，在渔船上挑选海洋生物标本时，发现一条全身闪耀着逼人蓝光的怪鱼，这条鱼长1。5米，其肉质肢体状的鱼鳍，很容易让人联想到陆生脊椎动物的四肢。由于拉蒂迈刚到博物馆经验不足，不认识这条鱼为何物，于是她就抱着这条大鱼回博物馆请人鉴定，博物馆的鱼类学家史密斯博士又恰巧外出度假。当时南非的天气非常炎热，鱼身上美丽的蓝色开始褪色，如何保存这条怪鱼成为一个棘手的问题。这时镇上只有太平间和食物冷冻库才具有容纳大鱼的冷藏设备，于是拉蒂迈就抱着这条鱼赶往太平间，在请求帮助都遭到婉言拒绝后，拉蒂迈就把这条鱼绘制成草图发给史密斯，然后找来福尔马林用它把鱼包裹起来。12天之后，拉蒂迈的信终于到了史密斯的手里，透过拉蒂迈所描绘的草图，他一眼就认出这是一类生活在远古时代的空棘鱼，它们在大约6500万年前就同恐龙一起灭绝了。史密斯立即拍电报给拉蒂迈，让她精心保管标本。遗憾的是蓝色的怪鱼已成为一具标本，具有研究价值的内部器官与组织都作为垃圾倾入了印度洋。这条鱼后来被命名为拉蒂迈鱼。为了寻找第二条拉蒂迈鱼，史密斯夫妇花费了整整14年的时间，走访了非洲东海岸所有的小渔村，并四处悬赏。1952年这个拉蒂迈鱼在科摩罗群岛再次现身。为了尽快获得这条鱼，史密斯甚至惊动了当时的南非总理，动用军用直升飞机，最后还差点引起南非与法国间的纠纷，因为科摩罗当时是法国殖民地。随后在科摩罗海域有近200条拉蒂迈鱼被捕获，科摩罗政府赠送给中国4条，这是收藏在中国古动物馆中拉蒂迈鱼。从这些小小的邮票当中可以看出空棘鱼“起死回生”在当时是如此的轰动。
我们现在有了肺鱼，有了这个空棘鱼，活化石拉蒂迈鱼，那么这里头学术界争论的最多的，就是说到底是肺鱼跟我们的四足动物更近呢？还是这个拉蒂迈鱼跟四足动物更近，这里头争论的实际上到现在还没有争论清楚，就是有的认为就是说肺鱼跟我们四足动物更近，有的认为拉蒂迈鱼跟四足动物更近，那么也有认为就是它们两个更近，然后它们组成了一个类群，它们的共同祖先里头演化出来这个四足动物，所以这三种观点都有。那么真正要解决这个问题怎么办呢？因为实际上我们现在的地球上就只有剩下了这么三种肺鱼，两种拉蒂迈鱼。所以要搞清楚到底四足动物是从哪种鱼演化过来的，是怎么一步一步演化过来的，这个可能只能到这个野外去，到地质年代里头去寻找。
这是我们在1999年发表的一个成果，我们发现了一个叫做斑鳞鱼的古鱼，这个斑鳞鱼也是生活在这个四亿多年前的古海洋里头，那么这个斑鳞鱼一个非常重要的一点呢，就是说它不但具有这个肉鳍鱼类的一些特征，典型特征，而且具有辐鳍鱼类的某些重要特征，那么这个就非常重要。因为现在来说，我们现在看到这个地球上的辐鳍鱼类跟肉鳍鱼类，应该说迳渭分明。一看这就是辐鳍鱼类，这就是肉鳍鱼类，那么辐鳍鱼类跟肉鳍鱼类它的祖先是什么样子，它的祖先的特征是什么样子，实际上我们了解得非常少，那么我们这个材料发现以后，它既具有这个肉鳍鱼类的特征，还具有辐鳍鱼类的特征，另外还具有一些已经灭绝掉的，这个刚才我介绍的盾皮鱼类跟棘鱼类的一些特征，所以我们的研究认为，它这个斑鳞鱼有可能是代表这个硬骨鱼类的祖先类型。
这个是我们当时做的一个斑鳞鱼的系统位置，当时位置就是可能有两个位置。那么这是硬骨鱼纲，这是软骨鱼纲，这是灭绝掉的盾皮鱼纲跟棘鱼纲，这是辐鳍鱼跟肉鳍鱼，所以这是它的系统位置。那么这是它的化石标本。为什么叫斑鳞鱼？它的骨骼表面实际上都有一种叫做整列层的结构，然后上头是一个一个孔，这种孔实际上相对的大小还是比较大的，所以斑斑点点看起来，这是它的两个鼻孔。这个肉鳍鱼很重要特征就是它头分成前后两个部分，所以这个是它的头的前部，这是头的后部，这是一个它的下颌的一个结构，当然我们还有其他一些斑鳞鱼的标本。就是通过这些标本的研究，通过一些特征的比较，我们认为它应该可能代表了这个辐鳍鱼类跟肉鳍鱼类祖先的一个特征。
那么这是2001年我们发现的另外一个材料，叫做无孔鱼，也是在曲靖发现的。这个无孔鱼跟前面的斑鳞鱼是比较近的，那么它实际上处在的位置，是在斑鳞鱼与其他更高等的肉鳍鱼类的之间的位置，那么它也进一步地证实了斑鳞鱼应该是一种最原始的肉鳍鱼类。所以现在我们可以通过这个谱系图就看到，中国发现的斑鳞鱼跟无孔鱼，那么实际上是处在最原始的肉鳍鱼类，那么它们就是都保存了一些这个硬骨鱼类的一些祖先的特征。
那么我们刚才都是从肉鳍鱼类比较根部的位置来研究这个四足动物跟鱼类的一些关系。那么对于这个四足动物的起源，对于脊椎动物的登陆最直接的证据，实际上是这些还保留了一些鱼类特征的四足动物，我们叫做鱼石螈类。鱼石螈最早是发现在北极圈的东格陵兰岛这个地方。这是它的眼孔，这是它的一些后肢骨，那么这个发现以后的话，实际上它为鱼类向四足动物演化提供了最直接的证据。就是这个东西看起来它有很多鱼的特征，比如它长着一个鱼尾巴，然后身上还有一些鱼鳞，但是它又有很多有可能登陆的一些结构，比如包括它的这个前肢跟后肢，这个头部的一些特征。所以它实际上它就看起来是一种像一个两栖类，但实际上它还保留了很多鱼类的特征。所以它这个是鱼类向四足动物进化最直接的证据。所以发现以后，实际上学术界跟公众非常非常轰动，就是说非常感兴趣。因为实际上就是在格陵兰岛的话，在上个世纪初的话，对于格陵兰的主权的话，就是北欧的两个国家，挪威跟丹麦就争执得很厉害，在这儿又发现了这个鱼石螈，在二十世纪三十年代的时候，争执变得白热化，后来是通过一个国际协议才解决的。这是这个当时丹麦的一张卡通画。他们称这个鱼叫四足鱼，有四条腿的鱼。所以鱼石螈的发现是四足动物起源研究的一个非常重要的一个突破。那么在这之后就是古生物学家也拼命地在寻找一些泥盆纪的四足动物，就是最早期的像鱼石螈类的这些动物。
第二个被研究的泥盆纪四足动物是叫棘螈，也是在东格陵兰发现的，那么跟这个鱼石螈是保存在一起的。那么这是棘螈的这个标本材料，这种鱼石螈，它实际上爬行的能力和登陆的能力很弱的，基本上应该说它还是在水中生活。我们现在的指骨，指是五指，那么最早期这些四足动物像这些棘螈的话，它有八个指，所以说很多。五个指是已经到了以后的两栖类、爬行动物以后就稳定下来。那么最早实际上有五指的，有八指的，有七指的，有六指的都有。那么这就是这个鱼石螈复原的一些图画，它是一个鱼的尾巴，就是嘴巴也可以长得很大，它的那个前肢跟后肢话，可能只能拖着走。那么这个就是将肉鳍鱼类跟四足动物就是前肢跟后肢进行比较的一些特征，所以它们有很多可以进行对比的一些特征。但是对于四足动物来说，它最重要的出现的特征就是它的指骨的出现，这个指弓的出现，这是四足动物最主要特征，那么这个八个指骨出现，到现生的四足动物，有五个指就稳定下来。那么这是前面介绍了大概是两个泥盆纪的四足动物。
那么第三个泥盆纪四足动物的发现呢，是在澳大利亚发现的，这是叫做澳洲螈，也就是一个下颌的材料，这是在澳大利亚离悉尼不是很远新南威尔士一个产地，在这个地方发现了这个澳洲螈，就这么一个标本，这是应该说南半球发现的惟一的一个泥盆纪四足动物。那么这是在苏格兰发现的一个泥盆纪四足动物，这个目前应该来说最早的这个泥盆纪四足动物，大概是三亿七千万年前，它也是一个下颌，这是对它的一个复原图，这叫埃尔金螈。
所以到目前为止呢，实际上就是我们在全球已经发现了有在六个产地，六个地区发现了有九种泥盆纪的四足动物，它现在分布的这些地区包括格陵兰岛，美国的宾夕法尼亚州，苏格兰，包括这个拉脱维亚。拉脱维亚有两个，一个叫奥氏螈，一个叫文塔螈。还有俄罗斯，在莫斯科的南边不远，发现一个叫图拉螈，还有就是澳洲螈。这里头大家看到一个很大空白，就是在亚洲，我们在亚洲还是一个空白。那么咱们看看这儿，我们就觉得非常奇怪，那么实际上在中国我们有这个最原始的这些肉鳍鱼类，我们还有最原始的我们叫做四足型动物，四足型动物叫肯氏鱼，但是我们就是往上走的话，就是到了靠近四足动物的这些肉鳍鱼类，在中国一直没有发现过，那么中国实际上有没有呢？我们觉得应该有，它有这套地层，有这套沉积。那么这个鱼石螈类在格陵兰岛，它跟鱼石螈同时保存的有一种鱼，盾皮鱼类，叫做桨鳞鱼。那么这是桨鳞鱼的一个复原图，这是它的头，这是躯甲的前部，那么这是它的胸鳍，这是桨鳞鱼。那么在格陵兰岛有这个现象，在澳大利亚、在这个俄罗斯这些早期的四足动物都是跟这种桨鳞鱼生活在一起，那么在中国呢，我们同样发掘到这套沉积，同时我们也发现了一些肉鳍鱼类的鳞片，所以我们认为，我们在中国应该能够发现泥盆纪的四足动物。
那么这个是我们早期一些四足动物的一些演化的一个图，实际上泥盆纪四足动物现在发现了很多 很多，正是有了这些最早期的四足动物，有了这些动物对于这个陆地生态系统这个开拓，那么现代这个生态系统的一些雏形才开始形成，我们才可能有以后的庞然大物，这些恐龙，我们才可能有地球上的这些飞禽走兽，我们才有可能有我们人类，我们自己。所以这个是一个非常有意思的一个演化阶段，也是地质演化史 生命演化史一个非常重要的一个事件，那么也希望我的讲座给大家能够提供一点知识，谢谢大家！
问：就是您刚才讲的那个已经灭绝的盾皮鱼，我觉得盾皮鱼看起来应该是战斗力挺强的，但是它为什么灭绝了呢？
答：这个你说它有战斗力很强，就是对有的也许说是这样。实际上我觉得它比较笨拙，它身上披了那么重的盔甲，它游起来它游不快的，它去捕食是不行的。所以它的一段生活经常是一种可能底栖呀，有时候就趴在那儿，它游不快。所以对鱼类演化的一个序列来说，实际上它就拼命地减轻它身上的重量，鱼的鳞片，从辐鳍鱼类里头看，早期的辐腹鳍鱼鳞片很厚的，像那个硬鳞鱼类，它的鳞片很厚。现在我们吃的鱼，那个最表面的一层全部退化掉了，所以实际上现在的鱼鳞很薄，它在减轻它身上的重量。所以那么笨重的东西，它是一种被动防御，它主动性进攻不够，它肯定是灭绝。
问：刚才您提到过鱼的登陆，我想问一下，鱼在登陆时当时的自然环境是什么样子的？
答：因为对这个环境的话，应该说当时就是它肯定有一种环境的驱动力，因为最传统的对于鱼类登陆的解释，认为就是说，当时可能天气比较热，这个在一个一个水塘里头呆着，这个水塘里的水慢慢要干了以后，它就呆不住，它必须要爬上去换一个水塘，这是一种非常比较传统的解释。但是当时的环境确实是相对来说比较热，也比较干燥，但是这个解释在现在来说的话，实际上是最新的一些解释，可能是完全不一样。那么最新的一些学术认为的话，实际上就是四足动物的一些主要的特征，它开始由于这个遗传的这些突变的一些变化和发育上的一些变化，它的指骨跟趾骨，就是指骨、趾骨已经出现了，所以最早的四足动物实际上它还是在水里头，主要还在水里头游，但是它出现了这些指骨、趾骨，出现了一些这些预先出现的这些结构的话，一旦这种环境迫使它必须要登陆的话，它就已经有了这个条件，所以这种就是现在很多，就是说我们演化出来很多特征，可能在当时的环境下是一点用都没有的，所以现在就是预适应，它当时没有用，不意味着它在后面的这个环境发生变化的时候，它就没有用，它恰恰就是当时演化没有太大用场的特征的话，环境一发生变化，迫使它要登陆，要开拓它新的�
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