科學家養這些魚是為了在陸地上行走
在陸地上養魚似乎是你從全身麻醉中恢復過來時得到的那種想法。但對於三位麥吉爾大學的研究人員來說，這是非常有意義的。否則，你怎麼知道在4億年前魚類首次從海洋遷徙到陸地時，會發生什麼樣的行為和生理變化呢？
艾米莉·斯坦登是《今日自然》（Nature today）上發表的一項研究的主要作者，也是一位進化生物力學研究人員，她現在渥太華大學工作。她說：“我過去常常觀察鰭和鰭的運動，我一直認為鰭是如此有趣和複雜。”然後我想，哇，這是怎麼從鰭變成可能在陸地上工作的東西的？這個專案就是這樣開始的。”
為了弄清水生動物第一次登陸時到底發生了什麼，Standen和她的同事們採集了111條幼魚Polypterus senegalus——一種俗稱塞內加爾比希爾（Senegal bichir）或“恐龍鰻”的魚類——併在陸地環境中飼養了8個月。這個環境由覆蓋著鵝卵石的網狀地板和只有3毫米的水組成，這是一種預防措施，加上水霧，可以防止魚變乾。研究人員還用38條魚組成了一個對照組，這些魚生長在通常的水生環境中。
“有傳聞表明它們在陸地上活動。”
斯坦登解釋說：“這些魚有功能性的肺，可以呼吸空氣。”。恐龍鰻魚也有鰓，但它們定期在錶面呼吸以增加氧氣供應。它們偶爾也會用鰭在陸地上行走。”“有軼事證據表明，它們在陸地上從一個短暫的池塘移到另一個短暫的池塘（當它們乾涸時），”斯坦登說，“但它們並不是自願這樣做的。”儘管如此，這已經足夠嘗試在陸地上飼養這些幼魚了。
斯坦登說：“我們用高速錄影分析了他們在八個月後的活動情況。”。由於時間限制，這部分分析在20種陸生魚類和10種水生魚類中進行。研究人員還殺死並掃描了這兩組人的骨骼，觀察生活在陸地上對骨骼的影響。
事實證明，在陸地上長大確實會改變魚的行走方式。
在陸地上長大確實會改變魚的行走方式
斯坦登說：“在陸地上養的魚走路的步態更有效。”它們把腿放在更靠近身體中線的地方，把頭抬得更高，在行走週期中滑倒的次數更少。“在陸地上養的魚在行走方式上通常也比水生同類更為一致。但他們的行為並不是唯一改變的。她舉例說：“胸前帶的骨頭——支撐鰭的骨頭——改變了它們的形狀。”他們的鎖骨變得拉長了。“大多數的變化是讓他們的頭和鰭有更多的活動空間。
斯坦登解釋說：“這是一個重要的改變，因為如果你想到陸地上的生活方式，你實際上需要一個脖子在陸地上，因為你被困在這架飛機上，你需要有更多獨立於身體的頭部運動。”
“他們把頭抬得更高，滑得更少。”
然而，這項研究的實驗性質限制了研究人員得出的一些結論。一方面，這種恐龍鰻魚與第一次在陸地上行走的魚類（如Eusthenopteron）沒有直接關係。”斯坦登解釋說：“我們對感興趣的魚沒有活的祖先。取而代之的是，科學家們選擇了下一個最好的物種：一個在物理上與那個時期的化石相似的物種。”這是一個很好的模型，因為它很長，有盔甲鱗片，有腹側胸鰭“這意味著它的鰭在側面，靠近魚的腹部。”
儘管存在這種侷限性，斯坦登說，想到我們可以利用活體動物的實驗來推斷在大規模進化轉換過程中，在生理上相似的動物身上可能發生了什麼，令人興奮。”斯坦登說：“很明顯，環境引起的變化可能促進了它們向陸地的過渡。”然後，選擇壓力作用於這些變化，它們在很長一段時間內固定在基因組中。”
斯坦登現在正在重覆這項實驗，希望能找出魚肌肉的變化。她還想看看魚在陸地上長時間飼養會發生什麼。”她說：“如果我們讓它們在陸地上停留更長時間，很可能會發生更大的變化。”我們的遠大夢想是幾代人都能做到這一點。”
- 發表於 2021-04-27 04:35
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