上海自然博物馆 2026-11-12 13:16:10
在上海自然博物馆中展出的“从鱼到人”特展,把我们的演化故事锚定在古老的肉鳍鱼类身上——正是它们中的一支,离开水体、登上陆地,慢慢演化成包括人类在内的四足动物。很多观众看完会问:远古水域里,是不是只有肉鳍鱼尝试过向陆地探索?当然不是。但唯有肉鳍鱼中的一支最终完成了向四足动物的登陆演化;辐鳍鱼作为肉鳍鱼的姊妹支,大多扎根水域、演化繁盛,仅少数类群另辟蹊径,发展出潮间带离水生存的能力。我们今天在江河湖海里见到的绝大多数淡水鱼、海水鱼,都属于辐鳍鱼。它们是肉鳍鱼的“演化同门”,也是“从鱼到人”宏大故事里不可缺少的对照与参照。
身而为鱼,稳扎稳打
如果你走进“从鱼到人”展厅,目光多半会被那些长着肉质叶状鳍的古老肉鳍鱼吸引。它们的鳍内拥有和我们四肢同源的骨骼,正是这类鱼类,一步步开启了向陆地脊椎动物演化的历程。但在4亿多年前的泥盆纪,也就是“鱼类时代”,水域里的主角其实包含两大支:肉鳍鱼类Sarcopterygii和辐鳍鱼类Actinopterygii。二者在志留纪晚期就已经分家,拥有共同的有颌鱼类祖先,是不折不扣的演化姊妹群。简单来说:肉鳍鱼选择了“上岸”这条高风险、高机遇的演化支线;辐鳍鱼主流扎根水域,把水生生存方案做到了极致。
很多人会有一个误区:演化是一条单向的“升级流水线”,所有鱼都朝着变成四足动物、变成人的方向前进。这是最需要纠正的一点。演化没有预设目标,没有“更高级”的标尺。肉鳍鱼登陆,不是因为它们“更优秀”,只是一条支系偶然抓住了环境窗口;而辐鳍鱼,依托辐鳍的身体构造,持续深耕水环境,开启了持续4亿年的辐射演化。
本次展览展出的澳洲肺鱼(现生肉鳍鱼类)的偶鳍骨骼模型
辐鳍鱼名字的由来,藏在它们的鳍里。支撑鱼鳍的,是一根根纤细、放射状的骨质鳍条,也就是“辐鳍”。鳍没有厚实的肉质叶,鳍条轻薄灵活,像一把撑开的扇子。对比肉鳍鱼的肉质偶鳍:肉鳍内部有粗壮的中轴骨骼,后来改造为四肢的肱骨、桡骨、尺骨;辐鳍没有这套核心的中轴长骨结构,鳍的功能更偏向精准转向、快速游动、微调姿态,先天很难支撑体重在陆地持续爬行。这也从根源上决定了:辐鳍鱼很难复刻肉鳍鱼登陆、演化成四足动物的路线。
(a)辐鳍鱼类:鳍为薄膜状,由鳍条支撑;
(b)肉鳍鱼类:鳍基部带有肉质叶,内部包裹中轴骨骼。
图源:https://viva.pressbooks.pub
辐鳍鱼不登陆也是一种成功
这套看似“放弃登陆潜力”的构造,恰恰是辐鳍鱼成功的密码。从最早的古鳕类、鲟形类、多鳍鱼,再到后来爆发式多样化的真骨鱼类,辐鳍鱼不断迭代身体方案:
①骨骼轻量化、颌骨结构革新,演化出可以伸缩、突袭的嘴;
②鱼鳔分化,有的用来调节浮力,少数类群(比如多鳍鱼)还保留着类似肺的呼吸功能,证明早期辐鳍鱼同样具备空气呼吸的潜力;
③鳞片、尾型、感官持续改造,适应激流、深海、地下河、盐湖、临时水塘等千差万别的水环境。
犀角金线鲃Sinocyclocheilus rhinocerous:适应地下河黑暗、寡营养生境的特化辐鳍鱼类。眼缩小为不感光的眼点,鳞片退化、隐于皮下,口须发达、侧线灵敏,头背交界处向前伸出角状突,可辅助感知水流振动[1]。
部分看似 "退化" 的性状实为减省型适应regressive evolution:舍弃无光环境中无用且耗能的结构,把能量与发育资源转向触觉、嗅觉和水流感知等更有效的感觉系统,是自然选择塑造的适应性进化,而非走向衰弱的退步。
今天,辐鳍鱼是脊椎动物里最成功的类群:现生脊椎动物中,一半以上物种都是辐鳍鱼类。我们熟悉的鲤鱼、鲇鱼、鳗鱼、大黄鱼、三文鱼、海马,全都属于辐鳍鱼。而当年和它们一起畅游泥盆纪水域的肉鳍鱼,现生种类寥寥无几:只有拉蒂迈鱼、肺鱼寥寥数种,绝大多数肉鳍鱼都灭绝了。从物种数量来看,留在水里的辐鳍鱼,才是鱼类演化里的“大赢家”。
放到“从鱼到人”的演化框架里,我们可以这样理解两条分支的关系:
①共同起点:都源自志留纪的有颌鱼类,共享一整套有颌脊椎动物的基础蓝图(颌骨、成对的偶鳍、内耳、脊椎等)。我们身上很多基础身体特征,早在辐鳍鱼和肉鳍鱼分家之前,就已经定型了。
②分道扬镳:泥盆纪,两支走向不同的演化策略。肉鳍鱼一支向着登陆改造肉质鳍;辐鳍鱼沿着辐鳍的路线,持续优化水生生活。
③并行演化:这两条路线不是先后关系,而是并行、独立演化。人类不是“辐鳍鱼进化来的”,但辐鳍鱼是我们远房的演化亲戚;读懂辐鳍鱼,才能看懂:有颌鱼至少探索了两条完全不同的生存道路,登陆并演化成四足动物,只是其中一条小众分支。
辐鳍鱼中也有尝试登陆的典型
很多观众看完特展,会产生一个疑问:既然辐鳍鱼种类这么多,难道它们之中,就没有尝试走向陆地的类群吗?答案是有的。最典型的就是虾虎鱼目背眼虾虎鱼科下的弹涂鱼属Periophthalmus和大弹涂鱼属Boleophthalmus,它们可以长期在潮间带滩涂活动、觅食、打斗、求偶,算得上是辐鳍鱼里最适应陆生生活的代表。它们皮肤和口腔黏膜可以辅助呼吸,胸鳍特化成类似“支撑肢”的结构,能够在泥滩上爬行、跳跃,退潮之后很长一段时间都不用回到水里。攀鲈、乌鳢等类群,也具备离水短时活动的能力。
但一个关键区别是:弹涂鱼这类辐鳍鱼,只是演化出了“在陆地短暂生存”的能力,并没有走上肉鳍鱼那种向着陆生四足动物持续改造的演化路线,依然存在难以突破的局限:它们的胸鳍,本质还是辐鳍骨架,依靠纤细的辐鳍条支撑,没有肉鳍鱼那样深入鳍内的中轴长骨,无法像四肢一样持续承重、支撑身体长时间在陆地移动;它们依然依赖潮湿环境,体表很容易失水干燥,卵也必须在水中孵化,无法摆脱水体完成完整生命周期。简单来说,弹涂鱼是“能上岸的鱼”,却不是通往四足动物的过渡类型。这恰好可以和展厅里肉鳍鱼登陆的故事形成精彩对照:同样是探索陆地,肉鳍鱼那一支,一步步改造肉质鳍、呼吸系统、繁殖方式,最终突破水体束缚,演化出永久陆生的四足动物;而弹涂鱼代表的辐鳍鱼“上岸尝试”,是在辐鳍鱼的身体蓝图之上,演化出一套潮间带特化的生存技巧,是另一条独立的、停留在“水陆交界”的演化支线。
作为辐鳍鱼类分类研究者,在观看“从鱼到人”展览时,我有这样一番感慨:
我们很容易顺着展览的叙事,把目光聚焦在那条最终通向人类的演化支上。但生命演化之树,本不存在预设的主干,而是不断分叉、枝繁叶茂的大树。“从鱼到人”是一段震撼我们自身起源的故事,但它不等于全部鱼类的故事。在这一支之外,辐鳍鱼这根同样粗壮的分支,在4亿年时光里,演化出上万种形态各异的生命:有的在幽暗洞穴失去眼睛,有的在大洋高速巡游,有的演化出奇特的护卵育幼行为……它们见证了和我们祖先同源的远古起点,也持续书写着属于水域的演化史诗。
如果你来上海自然博物馆看完“从鱼到人”展览,不妨在日常生活中多留意身边的辐鳍鱼类。当你看见一条鲫鱼、一条小丑鱼,或是潮间带里活泼的弹涂鱼,请记得:它们不是演化路上“落后的鱼”,而是和我们的肉鳍鱼祖先一起,从远古游到今天的另一支成功者。我们和它们,共享着4亿多年前有颌鱼类祖先留下的生命馈赠。演化没有终点,登陆、演化成四足动物,并不是鱼类唯一的成功答案。江河湖海、滩涂湿地之间,辐鳍鱼的故事,仍在继续。
参考文献:
[1] Lei F, Xu M, Ji Z, Rose KA, Zakirov V, Bisset M (2022) Swimming behavior and hydrodynamics of the Chinese cavefish Sinocyclocheilus rhinocerous and a possible role of its head horn structure. PLOS ONE, 17(7): e0270967. DOI:10.1371/journal.pone.0270967
作者 李帆
上海自然博物馆自然史研究中心副研究员
从事鱼类系统分类和适应性进化研究
编辑 Shoomi
文章为上海自然博物馆所有
未经允许,禁止转载
【版权声明】本文内容来源于上海自然博物馆,版权归原作者及原媒体所有。本站仅作信息分享,不构成任何商业用途;如涉版权问题,请联系本站删除。
发布时间:2026-11-12 12:08:18
(第1/1页/共16600字/3阅)