上篇咱们说到,在奥陶纪大灭绝事件之后,鱼类第一次出现了初始下颌鱼。 有颌鱼的颌是从用于呼吸的第一鳃弓(gillarch)进化而来的。 在早期的无颌鱼中,腮弓主要用于支撑鳃膜,起到呼吸的作用。 随着时间的推移,腮弓的骨骼逐渐变得坚硬,形成了颌骨,使得这些鱼类能够更加有效地咬食猎物。 此外,腮弓还演化出了牙齿,软骨和咀嚼肌肉,使得有颌鱼能够更加有效地猎食和消化食物。 因为下颌的出现,让初始有颌鱼有了反抗天敌的能力,从而带动了身体各方面的进化,例如进化出了完全的偶鳍。 在这个过程中,随着捕食能力加强,有颌鱼的神经系统变得更发达。 有颌鱼的嗅觉、视觉、听觉和平衡感等感官器官都与其颌骨和牙齿有紧密联系,这些器官的信息都会被传递到大脑中进行处理。 而无颌鱼则没有这种联系,它们依靠皮肤和“侧线系统”来感知外部环境。 4.15亿年前,甲胄鱼开始进化成盾皮鱼。 它们的身体呈扁平形,有一个坚硬的骨甲保护着头部和身体。 随着时间的推移,盾皮鱼逐渐演化出了可伸缩的关节式甲壳,使它们的活动范围更广,而且盔甲也越来越细致,使它们有了更好的防御能力。 就这样,盾皮鱼主宰了志留纪和泥盆纪。 泥盆纪是一个生物多样性显著的时期,很多古代生物出现了,也很多古代生物灭绝了。 盾皮鱼和其他新的生物一起,丰富了地球生命的多样性。 4亿年前,最早的硬骨鱼出现了——梦幻鬼鱼。 此时鱼类的脑神经已经相当发达,并有了10对脑神经。 这些脑神经主要是用于支配头部和颈部的肌肉、感受器官和内脏器官,功能多种多样,包括控制咀嚼、视觉、听觉、嗅觉、平衡感、味觉、咽喉和心脏等器官的活动。 具体来说,这10对脑神经依次是: 1、嗅神经 2、视神经 3、眼动神经 4、眼外肌神经 5、三叉神经 6、面神经 7、听神经 8、舌咽神经 9、迷走神经 10、前庭神经 3.6亿年前,肉鳍鱼的鱼鳍中开始出现轴骨,让鱼鳍更加有劲。 最早出现鱼鳍轴骨的鱼是索齿鱼类,这些鱼生活在古生代的奥陶纪和志留纪时期。 它们有一对胸鳍和一对腹鳍,胸鳍上有一根类似于鱼鳍的骨骼结构,这就是鱼鳍轴骨的起源。 此时,鱼类的第四鳃弓进化出了喉返神经。 第四鳃弓最初是用于支持鳃裂和呼吸的鳃弓之一,但随着鱼类的进化,它逐渐发展出其他功能,例如喉返神经和喉部的发育。 第六鳃弓则在哺乳动物中主要演化成了颈部的结构和喉咙的一部分。 在喉返神经出现后,大约在泥盆纪晚期,有些鱼类就开始进军陆地了。 最早被认为从水中进军陆地的是“提塔利克鱼”。 但一些科学家认为,提塔利克鱼并没有走出陆地,当时,一些鱼类进一步演化为肺鱼,可以在缺氧的水域中呼吸空气,同时通过在水下爬行来适应陆地环境。 这些肺鱼在陆地上生活的时间越来越长,到达了一定程度后,就演化成了真正的陆生动物。 大约在3.4亿年前开始,所有的肺鱼都转而栖息在淡水环境中了。 人们发现了一些肺鱼洞穴的化石,这意味着晚古生代的肺鱼可能会在旱季期间挖个洞,躲到泥土中沉睡,等待雨季到来。 肺鱼的大脑骨骼骨化程度很高,融合成了一整块,而腭部则紧紧地融合在其下表面。 原始肺鱼的头骨拥有支撑颅骨顶部的支柱,为下颌肌肉通道创造了大的腔室。 肺鱼的口鼻部拥有肉眼可见的沟槽,这是给位于嘴部上部边缘吸入水流的鼻孔准备的。 鼻孔连接了鼻腔,直接通向腭骨,并且没有任何骨头覆盖鼻腔。 而且肺鱼有2种呼吸方式,在水中可以用鳃呼吸,并且还能用肺呼吸空气。 直到鳃全部退化后,则进化出了新的呼吸器官,也就是呼吸用的肺。 吸入水流的鼻孔也成了呼吸通道。 它们的侧线系统,此时功能逐渐发展出了新的特化,比如变成了听觉系统。 人类起源的最大一步,莫过于是鱼从水中走向陆地了。 四足动物的第一块化石证据来自距今3.95亿年的波兰浅海沉积物中的移动轨迹化石。 到了早泥盆纪时,四足动物已经出现了辐射分化,散播到全球各地的不同地区。 3.75亿年前,人们发现了一种名为希望螈的两栖动物。 它们身体修长,四肢相对较长,鱼鳍上的鳍条退化,软骨内成骨逐渐进化成指骨,成为了它们在陆地上快速奔跑的有力工具。 我们的四肢,就来源于这些进化的指骨。 在水里的时候,鱼类基本依靠侧线感官系统来监测水中的运动情况,或是搜寻猎物,或是觉察到接近它们的大型捕食者。 它们较少使用眼睛和听觉系统。 能短暂离开水体的鱼则依靠眼睛来观察食物,查看迫近自己的险情。 化石鱼类与化石四足动物之间的主要差异之一是:鱼类往往长有侧线管道,有一排与外部相通的孔隙围绕着这些管道。 而四足动物的真皮骨,上则长有宽而开放的沟槽,这些沟槽容纳了它们的感官线。 随着这些动物变得更适应陆上的生活,其他感官最终代替了侧线系统,只有当生物处于水中时,侧线才能派上用场。 虽说对陆地动物而言,眼睛和鼻孔在感知周围的栖息地环境时越来越重要。 但从鱼类进化到第一批四足动物的路途上,这些结构实际上并没有什么变化,只不过在某个阶段中发育出了泪腺,以保持眼睛湿润。 我们现在眼睛每几十秒就要眨一下保持湿润,就是这个时候进化产生的动作。 排泄是另一个重要的身体机能。 鱼和水栖动物一直处于水中,会往水里排泄,并不担心脱水的问题。 但排出尿液和潮湿粪便的陆地动物会遇到体内水分不断降低的问题,它们必须喝更多水,补足流失的水分。 早期四足动物的皮肤上覆盖着与鱼鳞类似的鳞片,能保护皮肤,防止脱水。 后来进化到哺乳动物后,身上的鳞片早已消失。 所以我们在上完厕所后,会有一种脱水状态,想赶紧喝口水缓一缓。 第一批得到详细了解的四足动物是晚泥盆纪东格陵兰岛的ichthyostegalids类四足动物,其中包括了Ichthyostega和棘螈。 棘螈的鳃弓成分显示出,这种动物的成体能够在水中呼吸。 所以说,这些早期两栖动物仍然高度地依赖着水体。 事实上,第一批陆地脊椎动物的体型相当笨拙,它们可能会从水中稍微跑出来一会,然后又回到水里。 是什么因素促使鱼类最终进化成了陆地上的主宰? 一切都是为了生存。 在晚泥盆纪,海中的竞争已经很激烈了。 为了避免泥盆纪海洋、河流和湖泊中鱼类无意义的激烈竞争。 有些鱼类则进化出了生存于陆地所需的器官。 在鱼类上岸之前,陆地上不仅有植物(植物十分多样)踏足,而且早就有了形态各异的节肢动物和其他无脊椎动物。 两栖动物肯定获得了新的食物来源。 当时鱼类身上已经有了踏足陆地所需器官的前身,这与进化中产生的大部分创新一样。 化石显示,第一批两栖动物可能是先进的潘氏鱼进化出来的。 进化过程可能十分平静,要么是更早地出现性成熟,要么是减缓发育速度,将更多的幼年特征带入到成年阶段中去。 这是一些未知的环境或饮食因素所导致的。 这些早期四足动物继续像鱼一样生活着,虽说它们对自己鳍的末端做出了改动,形成了原始的手指和脚趾,但这并没有改变它们的生活方式。 它们或许在早期阶段发育出了短鳍条,用它来支撑足趾间的网。 当在水中游动或爬上泥泞的河岸时,四肢上变大的足趾可能成了一种有效的适应方式,能让它们更有效地改变移动方向。 腕关节和踝关节由于躯干结构的简单改变而产生了进化,这促使它们在接下来更频繁地造访陆地。 后来科学家发现,人类的人体结构在这个时期已经都出现了。 而从两栖动物到爬行动物再到鸟类到哺乳动物和人类,其他的进化过程都是一系列微调而已。 转载请注明原文网址:http://www.zxygy.com/jbby/12374.html |