世紀(jì)之魚(yú)

75年前，它在一次意外中首次被人類窺見(jiàn)，隨即被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大的生物發(fā)現(xiàn)——它就是腔棘魚(yú)。現(xiàn)在人們才知道為什么這一發(fā)現(xiàn)意義重大。下面我們將向您講述3.8億年間最有趣的魚(yú)的故事。

驚鴻一現(xiàn)

2003年8月18日傍晚，西印度洋大科摩羅島的哈哈雅村，夜晚捕魚(yú)的漁民紛紛解開(kāi)拴在石頭上的獨(dú)木舟，向大海深處劃去。海水靜謐無(wú)垠，夜空中一輪新月正在升起，卡爾塔拉火山的側(cè)影在黑夜中顯得神秘偉岸。離岸幾百米遠(yuǎn)處，一位經(jīng)驗(yàn)豐富的老漁民已經(jīng)停了下來(lái)。他將槳架在獨(dú)木舟上，開(kāi)始準(zhǔn)備魚(yú)線。他在誘餌上方系上兩塊小而扁的黑色石頭，慢慢放下魚(yú)線，直到魚(yú)線觸到海床。

不一會(huì)兒，他感覺(jué)到魚(yú)線的那一端有動(dòng)靜，這意味著魚(yú)已經(jīng)上鉤?？赡苁菄~(yú)或石斑，運(yùn)氣好說(shuō)不定能碰上槍魚(yú)。這樣的話，明天一早他就能在莫羅尼的市場(chǎng)上賣掉。然而，這次的動(dòng)靜不太尋常。老漁民費(fèi)了好大力氣才把這條魚(yú)拉出水面。

夜晚的海水如墨一般漆黑，老漁民第一眼看到的是一對(duì)眼睛，在慘白的月光里發(fā)出粉光。這是一條大魚(yú)，老漁民幾乎立刻認(rèn)出它是矛尾魚(yú)，又名腔棘魚(yú)。盡管這種魚(yú)很少被抓住，但所有科摩羅人都知道這是他們最寶貴的財(cái)富。腔棘魚(yú)被認(rèn)為是人類的始祖。

自1966年以來(lái)，全世界只抓住過(guò)6條腔棘魚(yú)，而過(guò)去的5年中人類再也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)它的蹤跡。然而，老漁民知道該怎么做。他將魚(yú)拴在船尾，迅速向村莊劃去。他的時(shí)間不多了，這種魚(yú)在深海生活，只能在海面存活幾小時(shí)。

第二天大清早，老漁民的侄子乘坐第一班公交趕往莫羅尼（科摩羅首都），一下車他就直奔國(guó)家科學(xué)檔案館。檔案館坐落在莫羅尼中心環(huán)島的旁邊，是一座典雅的白色建筑。他很快告知工作人員老漁民的發(fā)現(xiàn)。在那里，研究人員自2012年開(kāi)始就一直等待著腔棘魚(yú)的出現(xiàn)。2012年，南非羅德斯大學(xué)教授羅斯瑪麗·多林頓造訪科摩羅島，并介紹了南非發(fā)起的“非洲腔棘魚(yú)生態(tài)系統(tǒng)項(xiàng)目”。她留下了裝備和指南，以備腔棘魚(yú)被活捉的情況。她在莫羅尼的幫手是薩義德·阿哈馬德，一位年輕的環(huán)境學(xué)家。

阿哈馬德接到消息就直奔檔案館，他在館里拿上器材，就打車去了哈哈雅村。“我太激動(dòng)了”，他回憶道，“迫不及待想見(jiàn)那條魚(yú)。我趕到的時(shí)候它還能動(dòng)彈，這是一條非常大的雌魚(yú)，身長(zhǎng)接近兩米。它的皮膚已經(jīng)變棕，但眼睛是亮的。它的眼睛真的能發(fā)光，讓人難以置信。”

這條腔棘魚(yú)隨后被從水中撈出，它幾乎立刻就死去了。阿哈馬德采集了血液樣本，并支付了老漁民一筆費(fèi)用。他將魚(yú)裝進(jìn)麻布袋，運(yùn)回了莫羅尼。

腔棘魚(yú)很快躺在了檔案館的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。阿哈馬德小心翼翼地割開(kāi)了魚(yú)的側(cè)面，提取了主要器官的樣本，包括肝、心、血和鰓，隨后用絞肉機(jī)將每一份樣本打碎使組織均勻。這些樣本被放置在檔案館的冷藏室中保存。

“當(dāng)時(shí)讓我激動(dòng)不已的是，科摩羅的魚(yú)能夠?yàn)榭茖W(xué)做出一份貢獻(xiàn)了”，阿哈馬德說(shuō)，“但這份貢獻(xiàn)到底有多大，我并不清楚?！?0年后，就在2013年的4月，他終于知道了這個(gè)問(wèn)題的答案。

“登陸第一魚(yú)”之爭(zhēng)

腔棘魚(yú)的大小與人類相似?；铘~(yú)通體成藍(lán)綠色，厚厚的鱗片覆蓋全身，身上長(zhǎng)有白色斑點(diǎn)。它們生活在海下200米到400米處，幾乎見(jiàn)不到陽(yáng)光。白天，它們通常掩藏在石縫中，直到夜晚降臨海水變涼，才出來(lái)覓食。與大部分魚(yú)類不同的是，腔棘魚(yú)直接產(chǎn)下成形的小魚(yú)。受到驚擾時(shí)，它的身體會(huì)倒立，用鼻部的電感器官探測(cè)周圍的捕食者或獵物。

有幸在深海里偶遇過(guò)腔棘魚(yú)的人，都會(huì)提起它們發(fā)亮的眼睛和優(yōu)雅的身軀。腔棘魚(yú)游動(dòng)的姿勢(shì)非常優(yōu)美，魚(yú)鰭擺動(dòng)呈對(duì)角線姿勢(shì)——右鰭在前，左鰭在后，類似蜥蜴走路。

兩個(gè)世紀(jì)前，正是這樣的魚(yú)鰭在科學(xué)界引起轟動(dòng)。1839年，瑞士科學(xué)家路易斯·阿加西斯在英格蘭北部一塊二疊紀(jì)泥灰?guī)r石板上發(fā)現(xiàn)了一種魚(yú)的化石。他將這種魚(yú)命名為腔棘（脊柱中空）結(jié)節(jié)魚(yú)（魚(yú)鱗上有結(jié)節(jié)狀裝飾）。幾十年來(lái)，世界各地都發(fā)現(xiàn)了這類化石，時(shí)間從3.8億年跨越至7000萬(wàn)年前。而自那以后，就再也不見(jiàn)腔棘魚(yú)的蹤影，科學(xué)家們認(rèn)為這就是它們滅絕的時(shí)間。

腔棘魚(yú)化石在自然科學(xué)界引起了巨大震動(dòng)，特別是在1859年達(dá)爾文發(fā)表《物種起源》之后。古生物學(xué)家認(rèn)為腔棘魚(yú)分裂的魚(yú)鰭證明，它就是生物發(fā)展中“缺失的一環(huán)”，它就是第一個(gè)從海上登陸，逐漸演化成兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、哺乳動(dòng)物，最后到人的物種。一些學(xué)者認(rèn)為腔棘魚(yú)是登陸第一魚(yú)，但另一些學(xué)者則認(rèn)為這一桂冠屬于1830年維也納博物學(xué)家約翰·那特納在亞馬遜發(fā)現(xiàn)的肺魚(yú)。

那特納在一次采集探險(xiǎn)中尋得了一條鰻魚(yú)形狀的生物，約有兩英尺長(zhǎng)，有鰓也有肺。那特納在一本專著中寫(xiě)道“這是魚(yú)狀爬行動(dòng)物的一員”。

這場(chǎng)肺魚(yú)和腔棘魚(yú)（一個(gè)有肺，一個(gè)有腿狀魚(yú)鰭）的辯論，一直持續(xù)了一個(gè)半世紀(jì)。如果沒(méi)有確鑿證據(jù)，特別是基因組上的微生物數(shù)據(jù)，這場(chǎng)辯論就不會(huì)有結(jié)論。因此，在哈哈雅發(fā)現(xiàn)的這條魚(yú)才具有重大意義。

湊巧的是，在哈哈雅發(fā)現(xiàn)那條腔棘魚(yú)的第二個(gè)月，就是羅斯瑪麗·多林頓召開(kāi)非洲腔棘魚(yú)項(xiàng)目會(huì)議的日子。多林頓一直就想弄清腔棘魚(yú)的基因組排序，DNA中可以找到進(jìn)化論的終極問(wèn)題：人如何由魚(yú)演化而來(lái)？

當(dāng)多林頓從美國(guó)休完假期，準(zhǔn)備回南非參加腔棘魚(yú)項(xiàng)目會(huì)議時(shí)，她還沒(méi)聽(tīng)說(shuō)哈哈雅村的發(fā)現(xiàn)，還在為項(xiàng)目的1億美元籌款擔(dān)心。然而，阿哈馬德的消息改變了這一切。當(dāng)他懷揣那個(gè)寶貝的冰盒子，從科摩羅一到南非，多林頓立刻領(lǐng)他來(lái)到了實(shí)驗(yàn)室，她想看那些提取的腔棘魚(yú)組織是否保存完好，能不能當(dāng)作有用樣本。

2003年10月29日，在南非東倫敦的馬喬里·考特尼-拉蒂默大廳舉辦了盛大的接待儀式，緊接著會(huì)議正式開(kāi)始。羅斯瑪麗·多林頓站起來(lái)發(fā)表演講。她告訴大家在科摩羅發(fā)現(xiàn)了一條魚(yú)，并將樣本帶回了羅德斯大學(xué)。最后她放映了展示哈哈雅腔棘魚(yú)細(xì)胞的幻燈片，高興地宣布細(xì)胞組織保存完好，接下來(lái)可以進(jìn)行基因組工程。

在禮堂的前排坐著一位精神矍鑠的96歲老奶奶，這座禮堂就是以她命名的，是她開(kāi)啟了當(dāng)代腔棘魚(yú)的研究。

還活著的化石

75年前的1938年，馬喬里·考特尼-拉蒂默在東倫敦博物館工作，12月22日，她突然接到一通電話。一位漁船的船長(zhǎng)告訴她，一艘名叫奈林的拖網(wǎng)漁船剛剛進(jìn)港，船長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)了一些有趣的東西。馬喬里立刻打車趕到海港。她爬上船，發(fā)現(xiàn)漁網(wǎng)中躺著一堆魚(yú)?！拔曳_(kāi)層層的黏液，發(fā)現(xiàn)了最美麗的那條魚(yú)——它約有5英尺長(zhǎng)，呈淡淡的藍(lán)紫色，身上還有白色斑點(diǎn)，渾身都閃耀著銀藍(lán)色的光輝。它披著厚鱗，四鰭如肢，還有條怪怪的尾巴。它太漂亮了，就像一個(gè)精美的瓷器瓶，但我不知道它是什么魚(yú)?！彼指嬖V她，他們是在東開(kāi)普省楚魯那河口240英尺深的地方捉住的這只魚(yú)，船長(zhǎng)檢視它的時(shí)候，手指甚至被它咬了一口。

盡管馬喬里認(rèn)不出這是什么魚(yú)，但她知道必須保存好它。她拿出計(jì)量工具，畫(huà)了一幅素描草圖。

馬喬里先去了殮房和東倫敦冰庫(kù)——全市只有這兩個(gè)地方有冰凍設(shè)施放得下這么大的魚(yú)。然而，當(dāng)時(shí)離圣誕節(jié)只有3天，這兩個(gè)地方都沒(méi)有空間。絕望的馬喬里只好找到當(dāng)?shù)氐膭?dòng)物標(biāo)本師。在他的建議下，馬喬里將魚(yú)裹在浸滿福爾馬林的布中，同時(shí)找尋專家辨認(rèn)這條魚(yú)。她給羅德斯大學(xué)化學(xué)講師兼博物館魚(yú)類館館長(zhǎng)史密斯博士打電話，卻沒(méi)有找到他。馬喬里第二天還沒(méi)有接到史密斯博士的消息，便給他寫(xiě)了封信，隨信附上了自己的素描。

接下來(lái)的幾天， 馬喬里焦急地等待著答復(fù)。到了12月27日，魚(yú)開(kāi)始滲油，標(biāo)本師也擔(dān)心它即將開(kāi)始腐爛。馬喬里讓他趕緊將魚(yú)剝皮，但必須完好保存魚(yú)鱗。魚(yú)皮下，他們發(fā)現(xiàn)了純白的肉，沒(méi)有肋狀物和脊柱，只有一條靈活的、裝滿油的細(xì)管。

13天之后，馬喬里才收到史密斯博士的回復(fù)，他此前一直在納斯那小鎮(zhèn)度假，在那里接到了馬喬里的信和素描?！拔铱戳擞挚?，陷入了迷茫?！笔访芩乖凇对嫉乃淖闵铩患~(yú)》（1956）一書(shū)中寫(xiě)道，“我從沒(méi)見(jiàn)過(guò)這樣的魚(yú)，它有點(diǎn)像蜥蜴。突然，我的腦中閃過(guò)從前看過(guò)的很多圖畫(huà)，那些生活在遠(yuǎn)古時(shí)代的魚(yú)、那些只存留在化石中的魚(yú)！我知道這個(gè)想法太荒謬了，常識(shí)提醒我，連冒出這樣的念頭都太瘋狂了?！?/p>

然而，他在發(fā)給馬喬里的電報(bào)中敦促她一定保存好魚(yú)的內(nèi)臟?！皬哪睦L畫(huà)和描述中看”，他寫(xiě)道，“這條魚(yú)與滅絕了很多年的魚(yú)非常相似?！?/p>

1939年2月16日，史密斯博士終于來(lái)到東倫敦，在馬喬里·考特尼-拉蒂默的辦公室里見(jiàn)到了這條魚(yú)的標(biāo)本。他圍著這條魚(yú)轉(zhuǎn)了好幾圈，目不轉(zhuǎn)睛地看著，時(shí)不時(shí)伸手摸一摸。最后，他才對(duì)馬喬里說(shuō)：“小姐，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將震動(dòng)整個(gè)科學(xué)界?！?/p>

隨后，《自然》雜志刊登了史密斯博士名為《非洲總有新發(fā)現(xiàn)》的文章，引起強(qiáng)烈反響。全世界的報(bào)紙和雜志都報(bào)道了這一消息，稱其為“5000萬(wàn)年最棒的魚(yú)的故事”、“20世紀(jì)自然歷史領(lǐng)域最驚人事件”。

14年的尋覓

令史密斯沮喪不已的是，腔棘魚(yú)的內(nèi)部器官?zèng)]有能夠保留下來(lái)，而他堅(jiān)信這將透露腔棘魚(yú)形態(tài)和起源的更多秘密，甚至能揭示生物進(jìn)化的奧秘。此后，史密斯花了整整14年時(shí)間尋找下一條腔棘魚(yú)。他與太太瑪格麗特尋遍了南非的海灘，到處張貼腔棘魚(yú)的圖片，懸賞100英鎊，找尋魚(yú)的下落。

1952年的圣誕前夜，史密斯終于接到了他一直在等的那條消息。一個(gè)名叫艾瑞克·亨特的船長(zhǎng)給他發(fā)了電報(bào)，說(shuō)在科摩羅附近海域捉到了一條魚(yú)，他最好趕緊過(guò)去看看。

史密斯立刻找來(lái)電話。他試圖聯(lián)系南非的國(guó)防部長(zhǎng)和交通部長(zhǎng)，以及軍隊(duì)的長(zhǎng)官，然而都沒(méi)有聯(lián)系上。圣誕節(jié)中，他知道自己只有一個(gè)選擇：南非丹尼爾·馬蘭總理。在當(dāng)?shù)刈h員的幫助下，史密斯給馬蘭總理海邊別墅打去了電話。接電話的是總理夫人，她說(shuō)總理已經(jīng)入睡，她不愿意打擾他?！?952年12月26日的晚上10點(diǎn)30分”，史密斯寫(xiě)道，“這是我人生的最低谷，眼看時(shí)間一點(diǎn)點(diǎn)流逝，命運(yùn)將我逼到了墻角。我該做些什么？這一切看上去已沒(méi)有希望。”

然而不久后，史密斯的電話響了，馬蘭總理打了過(guò)來(lái)。史密斯用顫抖的聲音匯報(bào)了當(dāng)前情況，最后請(qǐng)求使用一架飛機(jī)，讓他能去科摩羅把魚(yú)帶回南非?！澳愕墓适路浅Ａ瞬黄稹?，馬蘭聽(tīng)畢說(shuō)道，“明天早上第一件事，我就從國(guó)防部長(zhǎng)那里給你弄一架飛機(jī)，把你帶到你要去的地方?！?/p>

第二天早晨，史密斯就乘坐軍用達(dá)科塔飛機(jī)趕往科摩羅。

飛機(jī)在熱帶暴雨中抵達(dá)了目的地。在亨特船的桅桿旁，停著一口木棉棺材，棺材里放著那條魚(yú)?！拔业纳系郏@是真的！當(dāng)我第一眼看到它鱗上的結(jié)節(jié)圖案，頭上的骨頭，那多刺的魚(yú)鰭，我就知道這就是腔棘魚(yú)。我跪在甲板上，想把它看清楚。我撫摸著它的身體，眼淚不知不覺(jué)就流到了手上。我知道我在哭，但我并不覺(jué)得不好意思。我用了14年寶貴時(shí)光，搜尋它的蹤影。它是真的，它終于來(lái)了！”

第二天，史密斯回到南非，帶著魚(yú)找到了馬蘭總理。

“天啊，它真難看”，馬蘭說(shuō)，“你的意思是，我們?nèi)祟愒瓉?lái)長(zhǎng)這個(gè)樣？”

答案揭曉

此后的幾十年里，世界各地又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)幾條腔棘魚(yú)。現(xiàn)在倫敦自然博物館的大廳就永久展示著一只腔棘魚(yú)標(biāo)本。而在世界各大博物館，也能找到它的蹤影。

所有這些腔棘魚(yú)標(biāo)本都是“活化石”，和巨型紅杉樹(shù)以及馬蹄蟹一樣，都是遠(yuǎn)古時(shí)代留下來(lái)的遺跡。然而，它在進(jìn)化史上到底占據(jù)什么樣的地位——它是否真是人類的“魚(yú)祖”，人們卻不得而知。只有對(duì)腔棘魚(yú)的細(xì)胞做出更細(xì)致的研究，才能揭示答案。而這就是羅斯瑪麗·多林頓要做的事。

2003年的非洲腔棘魚(yú)大會(huì)召開(kāi)之后，多林頓意識(shí)到他們的設(shè)備沒(méi)辦法承擔(dān)給腔棘魚(yú)基因組測(cè)序這樣大型的任務(wù)。她聯(lián)系上了西雅圖華盛頓大學(xué)的微生物學(xué)教授克里斯·阿麥米亞，他本人也是腔棘魚(yú)的“粉絲”，阿麥米亞立刻安排把這些樣本送往美國(guó)。

“小的時(shí)候，史密斯博士撰寫(xiě)的《原始的四足生物——腔棘魚(yú)》這本書(shū)就讓我如癡如醉?！卑Ⅺ溍讈喺f(shuō)。他知道給整個(gè)基因組測(cè)序是一項(xiàng)大工程。魚(yú)基因組測(cè)序不是第一次，2002年有人就給河豚測(cè)序。但是給腔棘魚(yú)基因組測(cè)序的難度和重要性是不可同日而語(yǔ)的。2003年，全球只有幾個(gè)機(jī)構(gòu)有這種條件做這樣的工作，其中一個(gè)就是波士頓的布羅德研究所，他們也非常樂(lè)意參與這項(xiàng)工程。

當(dāng)在哈哈雅發(fā)現(xiàn)的腔棘魚(yú)組織被送往布羅德研究所檢驗(yàn)時(shí)，來(lái)自全世界6大洲12個(gè)國(guó)家40個(gè)研究機(jī)構(gòu)的91位科學(xué)家全部聚集到此，等待數(shù)據(jù)出現(xiàn)。“腔棘魚(yú)的基因組約有30億堿基對(duì)”，阿麥米亞說(shuō)，“每一對(duì)染色體約有5000萬(wàn)到2.5億堿基對(duì)，我們使用的儀器可以同時(shí)給100對(duì)堿基對(duì)測(cè)序。”

這是一系列復(fù)雜的切割、縫合過(guò)程。前沿的遺傳學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家為此通力合作，最后得出基因組組裝草圖。接下來(lái)就是生物學(xué)的領(lǐng)域?？茖W(xué)家們分析數(shù)據(jù)，找出、分離有趣的基因，并將此與魚(yú)、哺乳動(dòng)物、人和肺魚(yú)相似基因作對(duì)比。

多林頓們從不同的生物上鎖定了251對(duì)基因，這一數(shù)量比以往研究的要多得多。將它們互相比較，以判定現(xiàn)代的腔棘魚(yú)在生命之樹(shù)中到底占據(jù)怎樣的位置。終于，在2013年4月，在阿加西斯首次發(fā)現(xiàn)腔棘魚(yú)化石的174年后，在馬喬里·考特尼-拉蒂默見(jiàn)到那條美麗大魚(yú)的75年后，在史密斯于《自然》雜志上首次發(fā)表論文的74年后，在哈哈雅村老漁民抓到他的大魚(yú)10年后，腔棘魚(yú)再次登上《自然》雜志封面。這份報(bào)告給接近十年的工作劃上句點(diǎn)。阿麥米亞的團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，“基因分析強(qiáng)烈支持：四足動(dòng)物與肺魚(yú)的親緣關(guān)系要比腔棘魚(yú)近?！?/p>

史密斯筆下的四足祖先，原來(lái)并不是我們的老祖宗，至多算是老祖宗的兄弟。然而，腔棘魚(yú)與人類的親緣仍比它與鯊魚(yú)的要近。

通過(guò)將腔棘魚(yú)與陸生生物對(duì)比，阿麥米亞和他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始知道基因是如何變化的，哪些基因最終丟失，哪些經(jīng)歷了改變，人如何能夠呼吸、排泄、在陸地上行走。腔棘魚(yú)魚(yú)鰭的功能與我們的手臂類似：一個(gè)柱骨（上肢）和兩個(gè)結(jié)合骨（相當(dāng)于尺橈骨）。其他魚(yú)類沒(méi)有手指，腔棘魚(yú)的基因卻顯示它可以長(zhǎng)出四肢端骨（手指）。

那晚，在哈哈雅村捉到的魚(yú)為進(jìn)化科學(xué)的一些重大問(wèn)題提供了答案，在未來(lái)的幾十年里，它還將帶來(lái)更多科學(xué)成果。

而在科摩羅，很少再有漁民苦苦追尋腔棘魚(yú)的身影，“只有老人才有耐心等一晚上，等腔棘魚(yú)上鉤?！彼_義德·阿哈馬德說(shuō)。在南非和印度尼西亞的深海中，我們的老祖宗重回寧?kù)o，它們盡情地游弋、繁衍，就像在過(guò)去的四億年里一樣。

[譯自英國(guó)《智慧生活》]