魚才是人的先祖

楊 欣

今天，達(dá)爾文的“人是從猴子進(jìn)化而來”的理論已經(jīng)較為廣泛地被認(rèn)同。不過，如果再進(jìn)一步問，猴子和靈長(zhǎng)類又是從什么進(jìn)化而來的呢?換句話說，人類更早的先祖是什么?美國(guó)芝加哥大學(xué)的解剖學(xué)教授尼爾·舒賓在其著作《你是怎么來的》中的回答非常簡(jiǎn)單：人就是來自于魚。

提克的答案

探索人類的來源和生物的進(jìn)化主要依靠化石、基因和胚胎。舒賓等人花了6年時(shí)間于2004年發(fā)現(xiàn)一個(gè)兼具有水生和陸生動(dòng)物特點(diǎn)的化石魚——提克(因紐特語“提塔利克魚”的簡(jiǎn)稱，意為大型淡水魚)。這個(gè)化石轟動(dòng)一時(shí)，因?yàn)樗且粋€(gè)有力的證據(jù)，證明人就是從魚進(jìn)化而來，而且現(xiàn)在我們每個(gè)人的身體結(jié)構(gòu)就如同體內(nèi)潛藏著一條魚。

如果簡(jiǎn)單地分類，動(dòng)物分為三類。第一類是生命萬物，簡(jiǎn)稱生物，這類動(dòng)物都長(zhǎng)著一個(gè)頭、兩只眼；第二類是長(zhǎng)四肢的生物，它們都長(zhǎng)著一個(gè)頭、兩只眼和四肢；第三類就是人類，長(zhǎng)著一個(gè)巨大的頭，用兩條腿走路，還會(huì)說話。這種分類也體現(xiàn)了一種清晰的生物與環(huán)境的關(guān)系，從水生到兩棲，再到陸生。再?gòu)臅r(shí)間上看，第一條魚應(yīng)當(dāng)是在兩棲動(dòng)物之前。在兩棲動(dòng)物之后才是靈長(zhǎng)類和人。那么，如何證明從魚類過渡到兩棲類動(dòng)物?關(guān)鍵就在于化石。

2004年7月初，在北極的埃爾斯米爾島，舒賓和其同事發(fā)現(xiàn)了證明從魚類過渡到兩棲類的魚——提克。魚和陸生動(dòng)物之間有許多方面不一樣。例如，魚有圓錐形的頭，而最早的陸生動(dòng)物長(zhǎng)著幾乎和鱷魚一樣的腦袋，扁扁的，眼睛在頭頂上面：魚沒有脖子，肩膀通過一系列骨質(zhì)狀的圓片連在一起，而早期的陸生動(dòng)物和它們的后代一樣，確確實(shí)實(shí)長(zhǎng)著脖子，這意味著它們的頭可以獨(dú)立于肩膀來回伸縮。當(dāng)然，還有其他更大的區(qū)別。魚的渾身都有鱗，陸生動(dòng)物沒有。并且，重要的是，魚有鰭，而陸生動(dòng)物有長(zhǎng)著手指、腳趾、腕關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的四肢。然而，提克這種魚的特點(diǎn)卻介于魚和陸生動(dòng)物之間，因而有充分理由認(rèn)為它就是從水生動(dòng)物到陸生動(dòng)物的過渡狀態(tài)。例如，提克像魚一樣，背后有鱗，還有帶蹼的鰭。但像早期的陸生動(dòng)物一樣，它有一個(gè)扁平的頭和脖子。而且，如果你注意往鰭里看，可以看到對(duì)應(yīng)于上肢的骨骼、前肢骨，還有手腕的一部分。它的關(guān)節(jié)也在那里，這是一條長(zhǎng)著肩膀、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)的魚。所有這一切都藏在帶蹼的鰭里面。

這個(gè)化石的意義還在于，它確認(rèn)了古生物學(xué)上的一個(gè)推斷：提克不僅是兩個(gè)不同物種之間的過渡，而且其化石是在地球歷史中正確的年代和正確的遠(yuǎn)古環(huán)境中找到的。它隱藏于3.75億年前的遠(yuǎn)古的巖石中。

提克的從水生到陸生動(dòng)物的過渡性就連5歲的學(xué)前孩子也觀察到了。舒賓把模型帶到他兒子的幼兒園中做報(bào)告。孩子們的意見有三種。一種認(rèn)為它像鱷魚，因?yàn)樗L(zhǎng)有扁平的腦袋、眼睛長(zhǎng)在腦袋頂上，還有大大的牙齒。另一種意見表示反對(duì)，認(rèn)為它是魚。因?yàn)樗绪[和鯧。但另一個(gè)孩子喊到，“或許它兩者都是?！边@也意味著，連孩子也發(fā)現(xiàn)，提克是介于魚和兩棲類動(dòng)物鱷魚之間的過渡形態(tài)。

所以，提克這個(gè)化石與非洲的化石人種，如阿爾法南方古猿、著名的露西化石一樣，是我們?nèi)祟悮v史的一個(gè)組成部分?？吹铰段鳎前盐覀冏鳛楦呒?jí)類人猿來了解人類的歷史；看到提克，就是把我們?nèi)说纳闯墒囚~的歷史。

胚胎的證明

所有的動(dòng)物都需要一個(gè)藍(lán)圖來“建”身，而動(dòng)物“建”身的實(shí)際藍(lán)圖就是胚胎。從胚胎可以看到，哺乳動(dòng)物(包括人)、鳥、兩棲動(dòng)物和魚非常相似，以致它們之間的差異幾乎可以看成微不足道。

19世紀(jì)，范·貝爾和克里斯蒂安·潘德爾就發(fā)現(xiàn)，雞的體內(nèi)的所有器官都可以追溯到胚胎發(fā)育中的三個(gè)組織層，這便是胚胎學(xué)的三胚層理論，即內(nèi)、外、中胚層。此后，他們證實(shí)，魚、蜥蜴和哺乳動(dòng)物的所有器官也起源于三個(gè)胚層。更重要的是，這三個(gè)胚層在所有動(dòng)物中都生成同樣的結(jié)構(gòu)。例如，每個(gè)物種的心臟都從同一胚層中生成。同時(shí)，同一個(gè)胚層也會(huì)生成每個(gè)物種的大腦，等等。

通過不同物種胚胎的比較，可以看到從魚到人之間的聯(lián)系。盡管不同物種的胚胎并非完全一模一樣，但是它們之間的相似之處含義深刻。比如，所有的物種都長(zhǎng)有腮弓、脊索，而且在魚和人的成體有如此大的差異的生物之間，它們的胚胎也都有三個(gè)胚層。

從20世紀(jì)初開始，德國(guó)的胚胎學(xué)家漢斯·施佩曼和曼戈?duì)柕碌热藢?duì)蠑螈的胚胎實(shí)驗(yàn)就發(fā)現(xiàn)，一小片胚胎組織能指示其他細(xì)胞形成一個(gè)完整的身體模式。含有所有這些信息的那一小塊極其重要的組織后來被稱為“組織者”。同樣是德國(guó)的胚胎學(xué)家的沃格德在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了巧妙的方法來標(biāo)記細(xì)胞和細(xì)胞片斷，因此能夠繪制出一張胚胎圖。圖中顯示出每個(gè)器官起始于胚胎的哪個(gè)地方，由此可以看出構(gòu)造身體的器官前體在早期胚胎中的細(xì)胞歸屬。人體的所有部件也可以在簡(jiǎn)單的三胚層中找到位置，也都起始于施佩曼和曼戈?duì)柕碌热怂l(fā)現(xiàn)的“組織者”區(qū)域之中。

今天，經(jīng)過對(duì)胚胎進(jìn)行切片、削薄、剁碎，你會(huì)發(fā)現(xiàn)所有哺乳動(dòng)物、鳥類、兩棲動(dòng)物和魚類都有“組織者”。有時(shí)，你可以把一個(gè)物種的“組織者”和另一個(gè)物種的交換。甚至把“組織者”的區(qū)域從一只雞的胚胎移植到一個(gè)蠑螈的胚胎之中，你會(huì)得到一個(gè)蠑螈的雙胞胎。那么，“組織者”的含義是什么?其實(shí)就是DNA和基因。

大多數(shù)動(dòng)物都有體軸，而體軸決定了頭和嘴是長(zhǎng)在前端，肛門是長(zhǎng)在后端，而這又是由基因決定的。決定體軸的基因有很多，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的有Hox、Noggin和BMP－4基因等。如果把人與海葵這種差異很大的動(dòng)物作比較也可以發(fā)現(xiàn)，決定頭一肛門軸線的基因也存在于海葵體內(nèi)，等同于我們?nèi)梭w的頭一肛門軸線。

實(shí)際的情況是，Noggin基因并不指示胚胎中的細(xì)胞在具有頭和尾的軸線上的任何位置，而是與其他幾個(gè)基因協(xié)同來完成任務(wù)。BMP－4是一個(gè)底端基因，在構(gòu)成于胚胎底部或肚子一邊的細(xì)胞之中被激活。凡是Noggin活躍的地方，BMP-4就不能正常作用。所以，Noggin基因的作用不是告訴細(xì)胞發(fā)育成位于身體頂端的細(xì)胞，而是把長(zhǎng)成身體底部的細(xì)胞信號(hào)關(guān)閉，由此來指揮胚胎按正確的方向和順序發(fā)育。

從胚胎建身的意義上來看。人是起源于魚或水生動(dòng)物的。

基因的證明

從嗅覺的基因更可以看到人源自魚類。人和魚都可以聞到物體的氣昧，所不同的是人主要是聞空氣中的物質(zhì)的氣味，而魚是聞水中的物質(zhì)的氣味。但是，通過組織結(jié)構(gòu)和基因，可追溯到人和魚的“聞香識(shí)物體”的共同起源。

長(zhǎng)著頭顱的最原始動(dòng)物是無頜魚，例如七鰓鰻和盲鰻，它們長(zhǎng)著單一的鼻孔并通向頭顱里的一個(gè)囊袋。水進(jìn)到這個(gè)囊袋中，在此發(fā)生聞味的過程。但是，再?gòu)倪M(jìn)化角度追溯可以發(fā)現(xiàn)，肺魚或提克那樣的魚(介于水生和陸生動(dòng)物之間)卻長(zhǎng)著兩個(gè)鼻孔。一個(gè)外鼻孔，一個(gè)內(nèi)鼻孔。從這一點(diǎn)看，它們與人更相似。人是讓空氣通過外鼻孔，經(jīng)過鼻腔空穴，通過內(nèi)部通道進(jìn)入喉嚨的后部。而人的魚類祖先也有內(nèi)鼻孔和外鼻孔，只是通過水來嗅聞氣味。

再后來，美國(guó)的理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·B·巴克發(fā)現(xiàn)，魚和人以及嚙齒動(dòng)物老鼠等的嗅覺系統(tǒng)都是由相似的基因來管理的。嗅覺基因是一個(gè)大的基因家族，由約1000個(gè)不同的基因組成(占我們基因的3％)，這些基因產(chǎn)生了相同數(shù)量的嗅覺受體。這些受體位于嗅覺受體細(xì)胞上，這些細(xì)胞又占據(jù)了鼻黏膜皮上的一小塊區(qū)域，讓我們能嗅聞到吸入的各種氣味分子。

從3.65億年前的動(dòng)物從水生過渡到陸生的嗅覺來看，就可以看到相似性。那時(shí)有兩種嗅覺基因。一個(gè)專門用于在水中識(shí)別氣味，另一個(gè)專門用于空氣中識(shí)別氣味。氣味分子和受體之間的化學(xué)反應(yīng)在水中和空氣中是不一樣的，所以需要有稍微不同的受體。因此，魚類在它們的嗅神經(jīng)元中含有水基的受體，而哺乳動(dòng)物，包括人和蜥蜴則有氣基的受體。這個(gè)發(fā)現(xiàn)有助于讓我們弄清仍然生活在地球上的最原始的無頜魚，如七鲴鰻和盲鰻的呼吸。

七鰓鰻和盲鰻等魚類與已經(jīng)進(jìn)化了的魚類和哺乳動(dòng)物不同，既不具有氣基的基因，也不具有水基的基因。相反，它們的嗅覺受體是這兩種形式的組臺(tái)。這也意味著，這些最原始的魚類擁有的是最原始的兩種嗅覺受體的基因。是我們?nèi)祟?、魚類、兩棲類動(dòng)物嗅覺基因分化的祖先。

而且，無頜魚還揭示出另一個(gè)問題，它們含有數(shù)量極少的氣味基因，硬骨魚的氣味基因多一些，但更多的氣味基因只能在哺乳動(dòng)物和兩棲動(dòng)物中看到。氣味基因的數(shù)量隨時(shí)間的推移而增多，從原始生物如無頜魚相對(duì)很少的幾個(gè)一直到哺乳動(dòng)物中巨大的數(shù)目，我們哺乳動(dòng)物含有超過1000個(gè)這樣的基因。這種進(jìn)化的脈絡(luò)已經(jīng)非常清楚了。

由于發(fā)現(xiàn)了嗅覺基因和嗅覺的原理，阿克塞爾和巴克獲得2004年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。但是，嗅覺基因的發(fā)現(xiàn)也揭示，人類的確就是從魚進(jìn)化而來的。(文章代碼：2305)