“老古董”腔棘魚(yú)

撰文/龔劍 童國(guó)慶

“老古董”腔棘魚(yú)

撰文/龔劍 童國(guó)慶

在地球漫長(zhǎng)的物種進(jìn)化歷程中，伴隨著生物災(zāi)難末日和過(guò)盛繁殖，許多物種像恐龍一樣逐漸退出了地球歷史生物圈，走向滅絕。人們對(duì)它們的發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)、研究只能基于逐漸被發(fā)現(xiàn)的化石和標(biāo)本。但地球上也存在著另外一些頑強(qiáng)的物種，極快適應(yīng)了新的生存環(huán)境，存活至今。古生物學(xué)家們將這類(lèi)與恐龍同時(shí)代誕生、至今仍存活于世的物種稱(chēng)為“活化石”，這是古生物學(xué)家研究物種進(jìn)化歷程的寶貴財(cái)富。目前，地球上已知的“活化石”物種大約有十幾種，其中很多都與海洋結(jié)下了不解之緣，比如蝸居在深海的腔棘魚(yú)、游蕩在海中的皺鰓鯊和馬蹄蟹，以及喜歡在海面上徘徊不去的百慕大海燕……

這些物種都曾經(jīng)在幾億年前繁盛一時(shí)，在經(jīng)歷了人類(lèi)所不知的災(zāi)難和變遷后，腔棘魚(yú)大家族中的某些分支神奇地存活下來(lái)，直到今天。

腔棘魚(yú)的旅程

陸地上的動(dòng)物都是從海洋里進(jìn)化來(lái)的。沒(méi)有四肢的水生動(dòng)物在向陸地動(dòng)物進(jìn)化的過(guò)程中，已經(jīng)生出了四肢卻又返回到海洋里生活，科學(xué)家們將這種水生動(dòng)物稱(chēng)作“腔棘魚(yú)”。因?yàn)榍患~(yú)脊柱中空，又稱(chēng)“空棘魚(yú)”。4億年前，腔棘魚(yú)的祖先不但能呼吸空氣，而且可以用鰭走路。

腔棘魚(yú)最有趣的地方，是從表面上看起來(lái)，它是所有深海魚(yú)類(lèi)中和陸地脊椎動(dòng)物最接近的一種，與所有的陸地動(dòng)物有著高度相似的祖先。腔棘魚(yú)的魚(yú)鰭下面有骨骼支撐，這是四肢進(jìn)化的前兆，也是魚(yú)類(lèi)向兩棲類(lèi)進(jìn)化的重要證據(jù)。骨骼支撐魚(yú)鰭，海洋中的脊椎動(dòng)物就可以慢慢直立起來(lái)，開(kāi)始行走。

腔棘魚(yú)通常生活在非常深的海底，并把自己隱藏在海底礁石的洞穴里。在大約11000米深的海底，光線(xiàn)稀少、陰暗寒冷，巨大水壓可以將鋼鐵揉壓粉碎……讓人類(lèi)望而卻步的萬(wàn)米深海，腔棘魚(yú)卻能夠完全適應(yīng)。

腔棘魚(yú)在地球上生存了四億年，躲過(guò)了無(wú)數(shù)物種滅絕的災(zāi)難，其最繁盛的時(shí)期應(yīng)該在三疊紀(jì)。在它從海洋動(dòng)物向陸地動(dòng)物進(jìn)化的過(guò)程中，逐漸生出了四肢，但不知受到什么影響，它又回到了海洋中生活。如果我們將在海洋中生活的魚(yú)類(lèi)向陸地動(dòng)物進(jìn)化的經(jīng)歷比做青蛙成長(zhǎng)的過(guò)程的話(huà)，那么腔棘魚(yú)恰好相當(dāng)于生出四肢的蝌蚪。

腔棘魚(yú)一度被認(rèn)為早在七千萬(wàn)年前就已經(jīng)絕跡了。人類(lèi)目前對(duì)于腔棘魚(yú)的了解，大部分都是從化石分析上得出的。迄今為止地球上除了南極洲之外，各大洲都發(fā)現(xiàn)了腔棘魚(yú)化石的遺跡。然而，就在上個(gè)世紀(jì)30年代，人們?cè)谟《妊蠛Ｓ虬l(fā)現(xiàn)了存活的腔棘魚(yú)現(xiàn)生物種，人類(lèi)稱(chēng)其為“恐龍時(shí)代的活化石”。

德州沃思堡

南衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)

腔棘魚(yú)

最年輕的腔棘魚(yú)化石

2012年10月，在美國(guó)德克薩斯州的沃思堡發(fā)現(xiàn)了新的腔棘魚(yú)物種化石。這是德州沃斯堡地區(qū)有史以來(lái)第一次發(fā)現(xiàn)腔棘魚(yú)化石，也是目前人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的最年輕的腔棘魚(yú)化石。在此之前，古生物學(xué)者一直認(rèn)為兩億年前的三疊紀(jì)的腔棘魚(yú)是最年輕的腔棘魚(yú)物種。

羅伯特·R·里德是德州沃思堡的普通居民，幾十年來(lái)一直以收集化石標(biāo)本為樂(lè)趣。里德在自己的新居附近偶然發(fā)現(xiàn)了這些化石標(biāo)本，被水流沖刷到岸邊，散落在沙地上。里德僅僅是出于收藏者的習(xí)慣，將它們保存起來(lái)。

南衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)(Southern Methodist University)的古生物學(xué)家路易斯·L·雅各布建議里德將化石捐贈(zèng)出來(lái)，進(jìn)行科學(xué)鑒定。里德聽(tīng)從了古生物學(xué)家們的建議，將化石捐贈(zèng)給SMU地球科學(xué)系古生物學(xué)博物館。古生物學(xué)家約翰·F·格拉夫通過(guò)研究局部顱骨，包括它的頸骨、喉板等身體特征，證實(shí)這是腔棘魚(yú)化石，并且是腔棘魚(yú)大家族中的新品種，存活年代大約是白堊紀(jì)，即1.46億年前至6600萬(wàn)年前之間。

根據(jù)格拉夫教授的鑒定，里德?lián)斓降臉?biāo)本不但是古老的腔棘魚(yú)化石，而且還是迄今為止腔棘魚(yú)中的新物種。長(zhǎng)有喉板的魚(yú)類(lèi)確實(shí)少見(jiàn)，而腔棘魚(yú)剛好是其中一種。事實(shí)上，化石上呈透鏡形狀的喉板，是腔棘魚(yú)獨(dú)有的。這是第一次在真正意義上，我們擁有了完整的腔棘魚(yú)研究數(shù)據(jù)。里德得知鑒定結(jié)果后，非常驚訝。SMU的古生物學(xué)家們也覺(jué)得里德在自己家后院里發(fā)掘出如此寶貝的傳奇，簡(jiǎn)直是匪夷所思。里德回憶說(shuō)：“當(dāng)我發(fā)現(xiàn)這些化石的時(shí)候，覺(jué)得沒(méi)什么特別之處。我甚至不確定這是腔棘魚(yú)化石?！?/p>

德州地質(zhì)之父羅伯特

德州SMU腔棘魚(yú)化石

格拉夫?qū)⒃撉患~(yú)標(biāo)本命名為“Reidus hilli”，其中“Reidus”是采用發(fā)現(xiàn)者“里德”的名字，這是對(duì)發(fā)現(xiàn)者羅伯特·R·里德的尊重和紀(jì)念。而名字的另一部分“hilli”則是為了紀(jì)念德州地質(zhì)之父“羅伯特·T·希爾”。 羅伯特·T·希爾是美國(guó)地質(zhì)研究學(xué)先驅(qū)，領(lǐng)導(dǎo)了19世紀(jì)德州的地質(zhì)研究。希爾對(duì)德州地質(zhì)描繪做出了很大貢獻(xiàn)，包括鴨溪山地形勘探。希爾因?yàn)槠浣艹鲐暙I(xiàn)被譽(yù)為“德州地質(zhì)之父”。 標(biāo)本目前保存于SMU古生物學(xué)博物館。

“Reidus hilli”化石在它生活的年代中，大小、重量算得上是成年魚(yú)中的中等身材。如果我們做一個(gè)比較，同樣年齡的腔棘魚(yú)，現(xiàn)在的腔棘魚(yú)長(zhǎng)到3米時(shí)，“Reidus hilli”的全長(zhǎng)也就40厘米，它的頭蓋骨長(zhǎng)45毫米，寬26毫米，非常微小?！癛eidus hilli”如此獨(dú)特的身形，說(shuō)明它是腔棘魚(yú)族系中的一個(gè)新家族，格拉夫教授將這個(gè)新物種命名為“Dipluridae”，該名稱(chēng)來(lái)源于生活在三疊紀(jì)的始祖級(jí)腔棘魚(yú)“Diplurus”。

“Reidus hilli”的出現(xiàn)，幫助格拉夫教授將腔棘魚(yú)的進(jìn)化史貫穿起來(lái)，有助于分析腔棘魚(yú)不同物種和年代之間的聯(lián)系。根據(jù)之前的化石標(biāo)本分析，“Dipluridae”家族的生存年代大約是在已知的兩個(gè)腔棘魚(yú)物種——“Mawsoniidae”和“Latimeriidae”之間?！癕awsoniidae”和“Latimeriidae”都帶有明顯晚期白堊紀(jì)物種的特點(diǎn)，身形碩大，平均身長(zhǎng)1米至3米?！癉ipluridae”在身體的進(jìn)化程度方面顯示出與這兩種腔棘魚(yú)特別相似，可是體型卻比這兩種腔棘魚(yú)小。

里德?lián)斓降幕瘶?biāo)本是隨著水流沖刷而來(lái)，而“Reidus hilli”化石的老家則是德克薩斯北部的鴨溪山。鴨溪山的地質(zhì)復(fù)雜，石灰?guī)r和頁(yè)巖相互交疊，大約有12米厚。對(duì)此，格拉夫教授解釋說(shuō)，化石總是在海洋沉積物中被發(fā)現(xiàn)。鴨溪山位于德州北部海域附近，海里沉積的化石在長(zhǎng)年累月的板塊漂流和大洋分割中堆積成鴨溪山。因此，化石的種類(lèi)繁多，標(biāo)本豐富。

“Reidus hilli”的出現(xiàn)，使全球已知的腔棘魚(yú)物種增加到81種，其中有兩個(gè)物種一直存活至今。據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，自從1938年之后，人們?cè)谌蚋鞯匾?jiàn)到了共229條活著的腔棘魚(yú)。

格拉夫認(rèn)為這次發(fā)現(xiàn)年輕的腔棘魚(yú)與眾不同，更早期的腔棘魚(yú)通常在淡水區(qū)的沉積物中被發(fā)現(xiàn)，直到發(fā)現(xiàn)白堊紀(jì)腔棘魚(yú)化石，人們才對(duì)那個(gè)時(shí)代復(fù)雜的海洋環(huán)境有所了解，卻始終無(wú)法解釋腔棘魚(yú)的進(jìn)化歷程。漫長(zhǎng)歷史中，腔棘魚(yú)怎樣一步步進(jìn)化，以適應(yīng)惡劣環(huán)境獲得生存機(jī)會(huì)，對(duì)人類(lèi)而言一直是個(gè)謎。而德克薩斯州新發(fā)現(xiàn)的年輕腔棘魚(yú)化石，無(wú)疑是解開(kāi)腔棘魚(yú)進(jìn)化之謎的最佳鑰匙。

鴨溪山

第一尾現(xiàn)生腔棘魚(yú)

人們?cè)?jīng)一度認(rèn)為腔棘魚(yú)早在七千多萬(wàn)年前就已經(jīng)滅絕。直到1938年，南非傳來(lái)發(fā)現(xiàn)腔棘魚(yú)的消息。穿越了數(shù)千萬(wàn)年之后，腔棘魚(yú)又回到人們的視野中，可算地球歷史上壽命最長(zhǎng)的高齡物種。如今在印度洋的深處，活生生的腔棘魚(yú)隨處可見(jiàn)。

1938年，一艘拖網(wǎng)漁船在南非東倫敦附近的海面上捕獲到一條奇特的魚(yú)，這條魚(yú)長(zhǎng)約兩米左右，全身泛著青光，魚(yú)鱗像鎧甲一樣布滿(mǎn)全身，魚(yú)頭尖且堅(jiān)硬，尤其與眾不同的，是在它的胸部和腹部各長(zhǎng)著兩只肥大粗壯的魚(yú)翅，與其他魚(yú)的魚(yú)翅不同，看上去就像野獸的四肢一樣。

當(dāng)?shù)氐臐O民對(duì)這條魚(yú)并沒(méi)有給予特殊的“照顧”，而是將它和別的捕撈物混在一起運(yùn)回港口，堆放在碼頭上。正巧被東倫敦博物館工作的拉迪瑪女士看到，她對(duì)長(zhǎng)著“四肢”的魚(yú)產(chǎn)生了濃厚的興趣，于是畫(huà)下草圖，翻查各種圖書(shū)資料，尋找這條魚(yú)的歷史，但卻一無(wú)所獲，只得求助于南非著名的魚(yú)類(lèi)學(xué)專(zhuān)家史密斯教授，并且隨信附上了草圖。

史密斯教授認(rèn)出這是已經(jīng)絕跡七千萬(wàn)年的腔棘魚(yú)，連夜趕赴東倫敦，可還是晚了一步。史密斯到達(dá)的時(shí)候，這條未被證實(shí)的“腔棘魚(yú)”已經(jīng)成了無(wú)知漁民的腹中餐，剩下的僅僅是魚(yú)骨頭、魚(yú)翅和泛著青光的魚(yú)鱗。這些遺骸對(duì)于腔棘魚(yú)的研究有一些幫助，可是沒(méi)有見(jiàn)到完整的活魚(yú)，總是一種遺憾。憑借對(duì)遺骸的研究，教授肯定這就是過(guò)去只能在化石上見(jiàn)到的腔棘魚(yú)。而且他堅(jiān)信，如果有一條腔棘魚(yú)還活著，那就肯定有更多條活著的腔棘魚(yú)未被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橐粋€(gè)物種經(jīng)過(guò)了數(shù)千萬(wàn)年的變遷導(dǎo)致滅絕，僅存唯一一條魚(yú)，這是不可能的，一定是經(jīng)過(guò)世世代代的繁衍生息才能存活到現(xiàn)在。

為了找到活著的腔棘魚(yú)，史密斯教授不但印制了大量的傳單，上面配有腔棘魚(yú)的圖像，并用英語(yǔ)、法語(yǔ)、葡萄牙語(yǔ)寫(xiě)著懸賞標(biāo)語(yǔ)，在非洲的大西洋、印度洋沿岸廣為散發(fā)，還親自隨著船隊(duì)尋找。后來(lái)，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，全世界都卷入了戰(zhàn)爭(zhēng)的旋渦，尋找腔棘魚(yú)的事情就顯得微不足道了。

1952年12月，科摩羅群島漁民再次發(fā)現(xiàn)了活著的腔棘魚(yú)：這條魚(yú)長(zhǎng)1.5米、體重58公斤。至此，人類(lèi)終于看到了貨真價(jià)實(shí)的腔棘魚(yú)，推翻了滅絕假想。時(shí)隔七千多萬(wàn)年，印度洋海域還能發(fā)現(xiàn)腔棘魚(yú)的現(xiàn)生物種，這不能不說(shuō)是地球上海洋生命的奇跡。

不僅是“老不死”，還是“老頑固”？

令人驚訝的不僅僅是腔棘魚(yú)仍未滅絕的事實(shí)，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，雖然經(jīng)過(guò)了億萬(wàn)年的變遷，腔棘魚(yú)并沒(méi)有發(fā)生任何的進(jìn)化。它不僅僅是“老不死”，還是個(gè)地地道道的“老頑固”！

從形態(tài)上來(lái)看，腔棘魚(yú)化石中古老的種類(lèi)與現(xiàn)今存在的種類(lèi)差別不大，只是今天的腔棘魚(yú)的體形更大，胸鰭更大些。還有一點(diǎn)不同就是現(xiàn)存的腔棘魚(yú)沒(méi)有內(nèi)鼻孔，氣膘只剩下一點(diǎn)點(diǎn)痕跡，而古時(shí)的腔棘魚(yú)氣膘應(yīng)該是很大的，科學(xué)家們推測(cè)，這種轉(zhuǎn)變是因?yàn)榍患~(yú)在轉(zhuǎn)移到海洋中生活后，逐漸適應(yīng)深海環(huán)境的結(jié)果。

它們也是“老古董”

史前鯊魚(yú)“皺鰓鯊”

百慕大海燕

皺鰓鯊英文名字叫做“Frilled shark”，是鯊魚(yú)中最原始的一種。皺鰓鯊的骨骼脊椎形狀，與生存在四億年前的始祖鯊魚(yú)“枝齒鯊”極像，因此古生物學(xué)家推測(cè)，皺鰓鯊很可能是四億年前枝齒鯊的一支，存活至今的史前鯊魚(yú)。

迄今為止，人類(lèi)只在日本海岸附近發(fā)現(xiàn)過(guò)兩條皺鰓鯊，分別是19世紀(jì)末期和2007年，都是在無(wú)意之間捕獲的。

海底鴛鴦馬蹄蟹

馬蹄蟹的大名叫做“鱟”。雖然又名“馬蹄蟹”，可是與蟹一點(diǎn)兒血緣關(guān)系都沒(méi)有，反而和蝎子、蜘蛛以及早已滅絕的三葉蟲(chóng)有些親屬關(guān)系。鱟出現(xiàn)在古生代的奧陶紀(jì)（距今約5億年前），比恐龍的繁盛期還要早。與它同時(shí)代的物種大部分走向了滅絕，少部分存活下來(lái)，自然進(jìn)化。只有鱟，在泥盆紀(jì)（距今約4億年前）時(shí)期樣貌發(fā)生了稍許改變，之后從4 億多年前至今仍保留其原始相貌，沒(méi)發(fā)生太大改變。形態(tài)與現(xiàn)代鱟相似的鱟化石出現(xiàn)于侏羅紀(jì)。

百慕大海燕

百慕大海燕是種夜行性海鳥(niǎo)，夜晚在地面筑巢，之前科學(xué)家曾經(jīng)認(rèn)為它們?cè)?00多年前已經(jīng)消失，直到在1951年又重新發(fā)現(xiàn)18對(duì)。百慕大海燕會(huì)發(fā)出奇怪尖利的叫聲，甚至一度被16世紀(jì)的水手當(dāng)成魔鬼的呼喚，而百慕大在當(dāng)時(shí)也被稱(chēng)為魔鬼島。百慕大海燕如今很可能是世界上最罕見(jiàn)的鳥(niǎo)類(lèi)。生物學(xué)家認(rèn)為當(dāng)年百慕大海燕近乎絕跡，主要原因是英國(guó)殖民者將他們的貓、老鼠和狗帶進(jìn)百慕大，對(duì)海燕造成了傷害。

目前，百慕大的野生動(dòng)物當(dāng)局努力尋求對(duì)百慕大海燕的保護(hù)，確保其順利繁衍，據(jù)統(tǒng)計(jì)至今已有七十對(duì)存活。動(dòng)物保護(hù)著曾一度希望為百慕大海燕另尋一個(gè)安樂(lè)窩，可是海燕們對(duì)此并不領(lǐng)情，它們更愿意在這個(gè)已經(jīng)生活了幾百年的小島定居。