来自多个生命阶段的新发现的鱼类化石可能会“重写教科书”

新发现的古代七lamp鳗生命周期中不同阶段的化石可能颠覆了我们关于脊椎动物进化的观点。上方是画家绘制的孵化中的P. riniensis的渲染图。

芝加哥大学，加拿大自然博物馆和奥尔巴尼博物馆进行的一项新研究挑战了一个长期存在的假设，即现代七lamp鳗的幼虫是远古时代的遗留物，类似于包括我们在内的所有活脊椎动物的祖先。

新的化石发现表明，远古的七lamp鱼幼体与现代的成年七lamp鱼非常相似，并且与现代的幼虫完全不同。结果发表在2021年3月10日的《自然》杂志上。

第一作者宫下哲（Tetsuto Miyashita）说：“我们基本上已经从脊椎动物的祖先状况中去除了七lamp鳗。”宫下哲二（Tetsuto Miyashita）以前是芝加哥大学的芝加哥研究员，现在是加拿大自然博物馆的古生物学家。“所以现在我们需要一个替代方案。”

艺术家的重建作品展示了七lamp鳗化石Priscomyzon riniensis的生命阶段。它大约在3.6亿年前生活在如今南非的一个沿海泻湖中。从右顺时针方向：小卵黄囊，带有大眼睛的孵化的卵；少年和一个成年人，显示出它的齿状吸盘。

Miyashita说，七rey鳗（一种不常见的无颚，鳗鱼般的生物）长期以来一直为脊椎动物进化提供了见识。他说：“长尾小鹦鹉的生命周期很短。”“一旦孵化，幼虫就将自己埋葬在河床中并过滤饲料，然后最终变成吸血的成虫。它们与成虫非常不同，以至于科学家最初认为它们是完全不同的鱼类。

宫下继续说：“现代七Mod鳗幼虫已被用作产生脊椎动物世系的祖先条件的模型。”“它们看上去足够原始，可以与蠕虫无脊椎动物相提并论，而且它们的质量与脊椎动物祖先的首选叙事相吻合。但是我们没有证据表明这种基本形式可以追溯到脊椎动物进化的开始。”

在伊利诺伊州，南非和蒙大纳州新发现的化石正在改变这个故事。通过将数十个标本之间的点连接起来，研究小组意识到已经保留了古代七lamp鳗生命周期的不同阶段，从而使古生物学家可以追踪从孵化到成年的生长过程。在一些最小的标本上，大约只有指甲的大小，软组织的保存甚至可以显示卵黄囊的残留，这表明化石记录在孵化后不久就捕获了这些七lamp鳗。

至关重要的是，这些化石幼虫与现代同类幼虫（被称为“弹药”）完全不同，它们看起来更像是现代的成人七lamp鳗，大眼睛和带齿的吮吸者的嘴巴。最令人兴奋的是，这种表型可以在幼虫期的许多不同种类的古代七lamp鳗中看到。

UChicago的有机生物学与解剖学系教授Michael Coates说：“值得注意的是，我们有足够的标本来重建早期七rey鳗的几个独立世系中从孵化到成年的轨迹，”模式：幼虫的形态就像一个微型的成年人。

从左起：该研究的合著者迈克尔·科茨（Michael Coates）（左）和罗伯·盖斯（Rob Gess）从南非拥有3.6亿年历史的滑铁卢农场黑色页岩中挖掘出化石。

研究人员说，这些结果挑战了已有150年历史的进化叙述，即现代七lamp鳗幼虫可以窥见到深deep的脊椎动物条件。通过证明古代七lamp鳗从来没有经历过现代物种所见过的那种盲目，过滤喂养的阶段，研究人员伪造了这种珍贵的祖先模型。

在回顾了化石记录之后，研究小组现在认为，被灭绝的装甲鱼类（称为雌激素共生鱼类）可能更能代表脊椎动物家谱的根，而现代七lamp鳗幼虫是近来的一项创新。研究小组认为，过滤食性幼虫的进化可能使七lamp鳗在河流和湖泊中繁衍。在这项新研究中报道的化石七lamp鳗全部来自海洋沉积物，但是现代的七lamp鳗主要生活在淡水中。

研究人员说，这是一种可以改写教科书的发现。Coates说：“ Lampreys并不是我们曾经以为的游泳时间胶囊。”“它们对于理解脊椎动物的深厚历史仍然是重要和必不可少的，但我们还需要认识到它们也已经进化并专门发展了自身的权利。”

该团队赞扬其合作者和合著者的辛勤工作，其中包括南非奥尔巴尼博物馆的Rob Gess鉴定了多个幼虫化石样品，以及堪萨斯大学的Kristen Tietjen进行了CT扫描和化石七lamp鳗的生命重建。

有关此研究的更多信息，请阅读化石化的鱼幼虫发现挑战长期以来公认的脊椎动物起源理论。

参考：宫下哲三（Tetsuto Miyashita），罗伯特·W·盖斯（Robert W. Gess），克里斯汀·蒂琴（Kristen Tietjen）和迈克尔·科茨（Michael I. Coates）于2021年3月10日在Nature.DOI：
10.1038 / s41586-021-03305-9

资金：国家科学基金会