尋找人體內的「魚祖先 」
尋找人體內的「魚祖先」
今天生活在地球上的每一隻爬行動物、每一隻鳥、每一頭哺乳動物和每一個人都是古代魚類的後代。我們的身體構造就講述了這段歷史。
如果我們想讓一輛老爺車跑上200千米/小時，改裝工程師必須重新調校所有零部件，如果調校依然無法解決問題，就必須更換零件。從許多方面看，人類就像是這台改裝後的老爺車。進化這個「工程師」將魚類的身體構造重新調整，得到了兩棲動物、爬行動物和哺乳動物。然後，哺乳動物被逐漸改造成用兩條腿行走、會用各種語言交流、能主動思考解決問題、能控制手指完成精細工作的人類。
人之所以會打嗝，人的膝蓋之所以容易受傷，歸根結底，這些人類先天弱點都來源於進化鏈條的上游。其實，可以說人類的大多數身體構造上的缺陷，來源都能追溯到人類祖先物種——魚類。
魚卵都有卵黃囊。在所有魚類中，鯊魚卵的卵黃囊可能是最顯眼的。鯊魚是一種非常古老的軟骨魚，在距今4.2億年前的志留紀時期就已經出現在地球上。部分鯊魚是卵生，它們產下的卵很像一個錢包。透過黃色透明的卵鞘，我們可以看見其中的幼鯊和為其提供營養的巨大卵黃囊。
大約在3.75億年前，遠古魚成功登上大陸。當時，這批「先驅」面臨的最大挑戰之一，就是如何防止它們的卵失水變干、死亡。兩棲動物選擇回到水中產卵，避開了這個難題。爬行類則進化出更激進的解決方案：一種全新形態的卵——將胚胎裝進羊膜這個充滿液體的囊中，然後在外層包圍一層硬殼以保護卵。結果就有了蛋。於是，爬行動物可以在陸地上產卵，方便它們進一步征服陸地。在這過程中，卵黃囊也被保留了下來。
人類胚胎在發育初期，也會形成卵黃囊，它對胚胎有造血和營養作用。雖然此時胚胎還太小，B超成像無法看到，但醫生能夠通過卵黃囊判斷胚胎存在。隨著胚胎長大，卵黃囊漸漸消失。其實，人類等哺乳動物胚胎時期的卵黃囊可以被看作一種「痕迹器官」，它的存在提醒著我們的祖先是遠古魚。
人類等靈長類動物能夠進行精確的手部運動，這是靈長類區別於其他動物的特點之一。那麼靈長類的手是如何演化而來的？150多年前，英國古生物學家理查·歐文經常收到出海回國的人帶給他的各種奇怪生物。在解剖了大量生物並研究了它們的構造後，他發現了一些相同點。儘管不同動物之間，四肢的形狀和結構千差萬別，但四肢骨骼都由三根主要的骨骼、趾骨以及連接兩者的許多小骨組成。這就好像是同樣的結構在不同動物身體上被壓縮、延展，從而實現不同的功能。人和狗等哺乳類動物都具有這種模式，鳥儘管上肢變成了翅膀，但也屬於這種模式。
歐文雖然發現了這個規律，但他沒能找到背後的原因。真正回答這個問題的，是和他同時代的查理·達爾文。達爾文通過長年大量觀察，總結出生物之間的這種共同模式，是因為在遙遠的過去，它們都有共同祖先。不過，如果順著進化樹追溯，這種上肢骨模式最遠只能追溯到最早出現的陸地四足動物。魚類沒有四肢，只有鰭，即便是距今4億年前遠古魚類也是如此。這又是怎麼回事？
大約4億年前的水下世界，史前魚類擁有的是鰭。我們人類如何從有鰭的魚，變成有四肢的動物？達爾文預測在進化過程中，存在一種過渡形式的遠古生物。2004年，古生物學家在加拿大發現一種後來被命名為「提塔利克魚」的生活於泥盆紀的早期魚類。雖然屬於魚類，但它身上具備了許多兩棲類的特徵：與過去許多更類似魚類的化石不同，它的「鰭」擁有原始的腕骨及單純的趾頭，表示它們可以承受重量。前鰭的骨骼顯示出它們可能擁有許多肌肉組織，這表示它們擁有發達的肌肉，而且有能力像手腕一樣彎曲。雖然它們很可能無法使用魚鰭行走，但是它們也許用其來支撐身體，就好像人做俯卧撐時用雙臂支撐上身。並且，提塔利克魚有肺，這意味著它們至少可以短時間離開水中，上岸活動。
人類的耳朵、喉部和下顎的部分結構都是由腮進化來的。如果你將都處於發育初期階段的魚類胚胎和人類胚胎對比，你肯定會詫異於兩者竟然如此相似。人類胚胎髮育的某個階段確實看起來像一條魚。不僅如此，魚類胚胎和人類胚胎都有相同明顯的隆起物，被稱為「腮弓」。魚類的腮弓會發育成腮骨、神經、血管和腮部肌肉;而人的部分腮弓會發育成下顎、中耳和喉部這三個部位的部分「零件」。人類腮弓的發育過程非常複雜，這種複雜性為人類的語言交流打下基礎，但也帶來了麻煩。
作者：邵峰 來源：《大自然探索》2019年第01期
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