每天資訊我們的祖先是一條魚?科學家證實:人類中耳由遠古魚的鰓進化而來

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我們的祖先是一條魚?科學家證實:人類中耳由遠古魚的鰓進化而來

人類的祖先是誰?有許多種說法,但目前能夠得到大量化石和分子生物學證據支援的還是進化論。從進化論的觀點來看,人是由古猿進化而來,但古猿又是從哪裡來的呢?

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古猿到人類的進化過程

如果從古猿再往前追溯的話,最早出現的脊椎動物應該是魚類。魚的出現是地球動物界的一大飛躍,在它之前就是相對比較低等的無脊椎動物了。而在魚類之後的進化順序,依次是兩棲動物、爬行動物、哺乳動物,在哺乳動物中又進化出了靈長類,直至古猿。

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原始魚類或是人類祖先

由這種觀點來看,我們的祖先應該是一條魚。這並不是說說而已,裡面有很多化石證據作為支撐。例如,目前已有充分的胚胎和化石證據證明,人類中耳是從魚類的噴水孔演化而來。中耳包括鼓膜室、傳導聲音的三塊聽小骨和通向口腔的咽鼓管等,是人類擁有靈敏聽覺的秘訣所在。

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人類的中耳和內耳結構複雜而精巧

與人類結構複雜的耳朵相比,魚類的耳朵相對就比較簡單,只有內耳,沒有中耳和外耳。為什麼魚類的噴水孔會在漫長的歲月中演化成複雜而精巧的中耳呢?這還得從魚類噴水孔的作用說起。

噴水孔位於魚的眼睛之後,頜弓和舌弓之間,是一個只含有假鰓的不完整鰓裂,也是某些魚類的一個非常重要的呼吸器官。在軟骨魚類中,噴水孔主要用來吸入水流,是底棲軟骨魚類適應海底生活的生存秘訣,而在原始的硬骨魚類中,噴水孔主要用來呼吸空氣。不過在現代魚類中,由於噴水孔的作用減弱,有不少種類的噴水孔已經消失了。

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有噴水孔的軟骨魚

但正是這個被不少魚類拋棄的噴水孔,對於從海里爬出來的陸地動物祖先卻有著重要的意義。早期的硬骨魚使用噴水孔來呼吸空氣,為後來登上陸地創造了先決條件。之後出現的肉鰭魚類演化出了內鼻孔,打通了鼻腔和口腔的通道,鼻孔成為主要呼吸器官。直至第一批魚類登上了陸地,向四足動物演化。

由於陸地上的環境遠比海洋裡複雜,這些四足動物需要發展新的感覺器官,以便在空氣中更好地生存。於是,已失去呼吸功能的噴水孔又被回收利用,逐漸演化成人類中耳腔的鼓膜室,而舌頜骨及其關節的方骨和關節骨也逐漸退化變小,最終進入中耳演化為三塊聽小骨:鐙骨、錘骨和砧骨,負責將聲音傳遞給大腦,讓人類最終擁有了靈敏的聽覺。

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遠古魚類登上陸地

這個進化過程是不是非常完美呢?其實並不然,這裡面有一個前提條件,在很長時間裡並沒有搞清楚,那就是:魚類的噴水孔又是怎麼演化而來的呢?早在1822年,法國解剖學家聖西蘭發表了經典著作《解剖哲學》,非常有遠見地提出了不同門類脊椎動物相似器官很可能演化自同一原型。

50年後的1872年,德國解剖學家卡爾·根格包爾提出了脊椎動物頭部分節理論。到了1937年,英國古生物學家沃特森進一步提出了“自由舌弓理論”,認為有頜魚類在進化早期,在頜弓和舌弓之間應該具有一個完整的、尚未退化的鰓,而不是後來的噴水孔。

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鰭魚,帶有噴水孔

在此之後直到21世紀初,古生物學家一直試圖在早期有頜魚類的頜弓和舌弓之間,尋找這個沒有退化的鰓。他們仔細查驗了現在的無頜魚類,以及早期有頜魚類中所有盾皮魚類、棘魚類、軟骨魚類和硬骨魚類的化石,卻總也這不到那個未退化鰓的化石證據。

事情的轉機出現在2002年,中科院古脊椎所團隊在浙江長興志留紀早期(約4。38億年前)的海相紅層中,找到一種最為原始的真盔甲魚化石,後來將其命名為“曙魚”。這些曙魚化石只有一個指甲蓋大小,但卻儲存了比較完整的腦顱結構,非常珍貴。

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浙江長興發現的曙魚化石

研究團隊利用瑞士蘇黎世的同步輻射光源對化石進行了無損掃描,之後又對其腦顱進行三維虛擬復原,前後歷時5年,共完成7件曙魚腦顱化石的三維重建。復原後的曙魚頭部結構顯示:在盔甲魚眼睛後面的第一個鰓囊,與後面的5個鰓囊並無二致,而且開口於頭甲腹面,並不像噴水孔那樣開口於頭甲背面。

因此,可以基本判斷盔甲魚的第一個鰓囊就是一個未退化的鰓囊,而不僅僅是一個簡單的噴水孔。不過,要想證明它是一個具有正常呼吸功能的鰓,還缺少整個證據鏈條中的最後一環,即找到這個鰓囊中存在鰓絲的化石證據。

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對曙魚化石的三維重建

為了尋找這個證據,研究團隊來到了有“古魚王國”和“人類遠祖發源地”之稱的雲南曲靖,在約4。19億年前的地層中進行了長達數年的野外發掘,終於在2017年首次幸運地找到一個寬甲魚化石,在這個化石的眼睛後第一鰓囊中,完整地儲存著鰓絲印痕。

透過深入分析,研究團隊進一步證明:盔甲魚眼睛後的第一鰓囊正是具有正常呼吸功能的鰓,而不是退化的噴水孔,這就為魚類等脊椎動物噴水孔起源於退化的鰓,提供了最為確切的解剖證據和化石證據。

就這樣,所有的證據鏈條都已打通,如今人類的精巧的中耳結構,最早正是由魚類的鰓演化而來。這個鰓先是演化成了噴水孔,在魚類登陸之後又逐漸進化成了中耳。這也解釋了為何人類耳朵和口腔是相通的,連線二者的正是4億多年前魚類噴水孔經過口腔通向鰓的呼吸通道,也就是現在我們人類的咽鼓管。

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雲南曲靖發現的寬甲魚化石

這個首次揭示人類中耳由魚鰓演變而來的成果,已經發表在了國際學術期刊《生態和演化前沿》上,第一、二作者分別是中科院研究員蓋志琨和中科院院士朱敏,第三、四作者分別是瑞典皇家科學院院士普·艾瑞克·艾爾伯格和英國皇家科學院院士菲利普·多諾霍。

不得不說,這一最新成果填補了由魚進化到人的過程中缺失的一環,為進化論提供了又一個有力的支援。現在網路上很多人對進化論嗤之以鼻,人馬君推測其中一個重要原因,就是接受不了人類由“猴子”(其實是古猿)演化而來的論斷,覺得這是將有智慧的人類和低等的動物相提並論,十分地丟面子。

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很多人無法接受人類由古猿演化而來

需要承認的是,在達爾文那個年代,由於技術的侷限和證據的缺乏,進化論確實存在著許多漏洞。然而隨著現代技術的日新月異,以及新的化石證據的不斷髮現,進化論的理論不斷完美,證據不斷充實,這個大廈反而更加穩固了。雖然還不能說進化論一定就是真理,但它至少比毫無證據可言的“外星人起源說”要靠譜的多。