從魚最終的守護者分兩步？看祖先如何做好大工程項目。
期盼螈化石 | 《自然》雜誌期刊
創作者 | 劉森 遼寧古菌物歷史博物館 展覽部主任
當你掏出蘋果手機，用拇指滑動屏幕，閲讀這篇文章的時候，或許不會想起，這幾個對我們而言再平時只有的動作，卻是源於3一億年裏一幫不甘心平庸的魚類，在險灘上用胸鰭聯通身體所作的多次全力以赴。
魚是怎麼一步步行成人類的，始終是令科學家好奇心的問題。研究闡明，3億有年裏，一幫肉鰭魚慢慢爬上陸地，衍化現生的兩棲動物、爬行動物、昆蟲和涵蓋人類所屬爬行動物在內的四足兩棲動物。這其中，魚類登陸是生命演化史上的里程碑式惡性案件。
但這個過程具體是如何的？一開始，魚類是如何過渡成兩棲動物的？至今仍也沒有隻是瞭解。
最近，源於新西蘭和澳大利亞的地質學家們，揭開了其中首要一環：他們察覺了一種最史前時代的螈類——“期盼螈”化石，揭示了胸鰭向人類手指的演化過程。該研究發表在2020年3月18日的《自然》雜誌期刊。
“期盼螈”造型藝術修復圖 | KatrinaKenny
長“手指”的魚
魚類從挺水草本植物到陸生環鏡的轉換會遇上許多困難，其中最首要的試煉，就是將鰭逐漸演化為有力的四肢，獲得在陸地上跑步的能力。
之前人們現已察覺了一點重要化石。
1個是泥盆紀晚期的提塔利克魚，它的鰭和魚類祖先相比變得更小也更簡單了。其胸鰭的鰭條很不齊，科學家猜測在其底部現已型成了那層“手心肉”，而且享有骨骼支撐，只是還也沒有長出制定的指骨。
提塔利克魚的鰭不足以支撐其上陸，但可以幫助它們在水底聯通。
同樣生活在泥盆紀晚期，被覺得是“最早四足動物”的的魚石螈和棘螈，則現已拋棄了由鰭條支撐的胸鰭和臀鰭，篡漢的是由骨骼支撐的四肢，涵蓋總數不同的手指（原是鰭條）。
這證明它們除此之外可以在水底聯通，還有着了不一定的陸地聯通能力。
最早的四足動物——魚石螈，現已長出了手指（原是鰭條） | 維基百科
只是，在它們中間，還未找見了1個重要過渡——既有鰭條，又有指骨的魚。
期盼螈的出現正好挽回了一些環。
從鰭條到手指：繼往開來的新化石
在這項新研究中，研究人員管理對一小塊距今3.8一億年裏泥盆紀晚期的“期盼螈”化石做好了高精CT掃面，結果顯示，這個魚既有鰭條，也有着明顯的指骨。
在由鰭條包裹的胸鰭中，不但可以清晰地看到腓骨、腓骨 腓骨、腕骨和指骨（相當於人類的大臂、小臂、左手腕和手掌），還察覺了四根制定的指骨，以及三根將會的指骨。
期盼螈胸鰭骨骼與人類上肢骨骼相比，圖中紅色為確認的指骨 | John Long
一些結果告訴我們，魚類在離開水之前，就現已有兩棲動物基本性的四肢結構了。
直接，經過相比察覺，期盼螈比提塔利克魚更靠近四足動物，填補了魚類向四足動物演化的首要空白。
登上陸地，“手指”只是一小步
這是我們“祖先”的高光粉時刻。但我們不免會好奇心，“魚類最終的守護者”的全過程是如何的。
魚類要登上陸地，直面的不但僅是身體聯通的問題，其他身體結構，涵蓋吸氣、覓食，乃至繁殖形為和發肓過程，還要升級換代。
愈來愈豪壯而複雜的工程項目，是如何構建的呢？
菌物學家覺得，關鍵經歷4個首要的身體結構轉變。
1）頜的出現
首先是頜的出現。在5.4一億年裏的武寒紀生命大暴發中，以海口魚、貴陽魚為代表性的前期牛形動物也沒有頜，必須被動吸進（和過濾）湖泥裏的懸浮物、或海下泥沙中的食材英雄碎片用作食材。
在大約距今4.2一億年裏的志留紀晚期，一批魚類的鰓弓（原是吸氣器官）前進聯通，型成了上下顎。這使得它們可以把握機遇覓食。
就此魚類不斷髮展，在1000多萬年內體型就從十幾釐米增加到幾釐米。其中熊氏魚（一種盾皮魚類）的背長更是高於6米，體脂率高於10噸，頜部輸出的咬合力高於霸王龍！
憑着一身“先進集體”武器，魚類將無兩棲動物不幸遇難冠冕，稱得上深海新霸主。
熊氏魚修復圖，背長可達6米。頜的出現，讓魚類獲得不可估量生存模式優勢 | 源於網絡數據
2）從軟骨變硬骨
第二個是軟骨變硬骨。魚類在深海中制霸過後，即開始了更加激烈的內部市場競爭。盾皮魚類逐漸演化成兩大類羣，蚌類和硬骨魚。
二者骨骼中乳酸鈣含磷量較低，是現生鱷魚、鰩魚等挺水草本植物動物的祖先。而硬骨魚的骨骼中乳酸鈣含磷量高，全身上下骨頭變硬，使其可以支撐起體脂率，為以後登陸提供了基礎。
3）四肢的出現
第三個是四肢的出現。硬骨魚中的1個支派——肉鰭魚類，開始了更大膽的“嘗試”。
它們的胸鰭不再是簡單的鰭條，往往生長着骨骼，並在裏邊包裹着那層肌肉，可以為其在水底聯通提供牽引力。
以便擺脱市場競爭日益激烈的深海，一點肉鰭魚開始向內陸地區的淡水環鏡遷徙。
現生肉鰭魚——拉蒂邁魚，它們的胸鰭中長着骨頭，幷包裹肌肉 | 中國古動物館
與深海相比，淡水河湖的水量受季節影響，轉變很大。在雨季裏，低窪地的蕨類叢林低層被水浸沒，草本植物的莖稈和倒沉的枝杆使水底形貌更復雜，這時，肉鰭魚強壯的身體和肉鰭就能大顯身手，在淤堵的泥裏為自己瞬停，四處遊走。當來水量季襲來，魚塘萎縮乾涸，它們又可以步履蹣跚地爬過險灘，進人更深的水體，避免出現被泡成乾魚。
在這個過程中，它們的肉鰭越來越強壯和複雜，最終演化成了四肢，可以適用它們在陸地上聯通。
4）吸氣系統的升級
魚類從泥裏到陸地上，還需要解決如何從空氣中面罩吸氧的問題。這全仰賴內鼻子和肺組合而成的“陸生吸氣系統”的型成。
其實前期的魚類就可以使用體表的臉部皮膚、咽喉和腸壁的黏膜等來輔助吸氣，過後，許多魚類將消化道的一部分擴充變大，用於存放空氣，這就是史前時代的魚胃。
肉鰭魚在經常使用魚胃輔助吸氣的過程中，進一步強化它的功能，最終型成了肺部。
急於想將空氣送入肺部，還需要型成關於入口。肉鰭魚類口腔的一點骨骼組合而成了鼻子和口腔中間的入口，這就是內鼻子。從此過後當它們嘴角閉合或進食的時候，內鼻子就稱得上吸氣的僅僅入口。
克服思維障礙，在陸地上蒸蒸日上
關於魚類為什麼要登上陸地，科學家們猜測，環鏡壓差是屈服於魚從泥裏遷移滯期費上的關鍵原由。
泥盆紀末期的深海，是1個市場競爭出錯激烈的環鏡，反觀陸地上卻是一顆生機盎然的世外桃源：葱鬱的草本植物填滿麥田，期間生活着大量節肢動物。市場競爭壓差和食材的吸引，使得魚類涉足陸地，演化成佈滿粘液、笨拙地拖拽着厚重身體在染谷泥漬中艱辛爬行的兩棲動物。
然而僅僅登陸並不能滿足需要一些四足動物的野心。要想深入細緻探尋西風胡楊廣袤的麥田，還要解決1個問題：缺乏外部的保水方法，兩棲動物的卵無法脱離水或者潮氣的環鏡孵化繁殖。
在生存模式壓差之下，一點四足動物衍化了有着堅固外殼的卵，故此，全世界上第一枚“蛋”誕生了！
這個稱為羊膜卵的生殖中心方式，為胚胎造就了1個封閉的環鏡，可以提供其生長需用的養分和水分。擺脱了水環鏡對生殖中心的束縛，四足動物開始涉足沙漠和其他乾旱地區，最終遍佈全球，征服陸地。
而後，一些羊膜卵四足動物衍化兩個關鍵支派——蜥形綱和合弓綱。二者涵蓋現生爬行動物及其祖先；魚龍、翼龍等叱詫風雲中生代深海和天上的滅絕動物；還有親們熟悉的大牌明星——恐龍及它的昆蟲後裔。
二者就是我們爬行動物的祖先類羣。它們曾在二疊紀到三疊紀前期先於恐龍統治着整個大陸，後來由於二疊紀大滅絕和三疊紀晚期大滅絕惡性案件的連續嚴厲打擊，守正不阿，被蜥形綱奪去統治地位。
雖然必須縮小體型惶惶不可終日地生活在恐龍的黑影之下，但我們的祖先也沒有放棄全力以赴。它們進一步強化自身本領，陸續衍化哺乳期、胎生、熱血等特徵，等待在家裏時機即將來臨。
侏羅紀時代，蜥形綱一顆鼎盛，我們的祖先（合弓綱）徘徊的意思着生活期間 | 圖蟲創意
後面的事情，親們都知道了：6600萬年裏一顆恆星撞擊地球，結束了以恐龍為代表性的蜥形綱的統治，留空的生態位被爬行動物不斷填補。
就此的6000多萬年裏，爬行動物不斷演化，逐漸攻佔了全世界。再過後，700萬年裏的非洲東部，靈長類動物中的一支——類人猿與大猩猩在演化道上分道揚鑣，它們跳下樹幹，學着了平卧走動、製作/使用工具和使用火。
最終，在200萬到1萬年裏，一些史前時代人類走出非洲，遷徙到全球各省市，演化成了手拿蘋果手機、眼瞪屏幕的我們。
我們全部都是條魚，始終全部都是條魚
最終回到1個老問題：新察覺的期盼螈，是我們的直系祖先嗎？
很遺憾，這個問題目前是逃避你的。儘管我們現已察覺了許多魚類向兩棲動物過渡的化石，但它們算不算人類直系祖先，還產生着很大爭議。
番禺土上看，許多現生四足動物普遍享有的結構，在一些化石中都也沒有察覺。比如，大部分現生四足動物每右手還有5根手指，而期盼螈，似乎有越多手指，後面的魚石螈，則每右手有6~7根指骨，棘螈甚至於有8根。
而在它們過後，二疊紀前期的引螈等兩棲動物，全部都是5根指頭。
綜上所述魚石螈和引螈中間產生1500萬年的四足植物化石的空白期（稱為柔默空缺），想要還原魚類登陸的過程，必須等待越多化石的察覺。
只有，我們需要理解的是：猶豫“直系祖先”這個問題，其實就是也沒有意義的。
生命演化是最為複雜、精細的過程，而化石記錄相對較為稀少而且不連貫，於是嚴格意義上的直系祖先是好難找見的。我們能找見的將會永遠只是姑表親或“表親”。只是一些朋友總是有一點在形態和親緣關係上，都非常靠近我們的直系祖先。根據它們完全不妨礙我們還原直系祖先的特徵。
由於期盼螈是目前找見的最靠近整個四足動物相互祖先的魚，於是，它將會是我們的直系祖先，也將會並不是，但它不一定是迄今察覺最像我們直系祖先的菌物。根據它，我們又對祖先的特徵多了一點認知。
時長不停，演化不息，可以非常當然地唱，我們就是條魚，一條“超強改進型”的肉鰭魚。我們已經用“臀鰭”四處走動，用“胸鰭”拿着蘋果手機不斷滑動，就是你現在表現的模樣。
（收稿 高佩雯）