从水中到陆地，古生物的进食方式如何变化？学术资讯

提塔利克鱼（顶部）和鳄雀鳝（底部）具有形状类似的吻，表明觅食策略的趋同。

当地时间2月1日，美国芝加哥大学的研究人员在《美国国家科学院院刊》上发表论文称，他们发现肉鳍鱼类提塔利克鱼（Tiktaalik roseae）的进食方式与现代雀鳝鱼类一样——既能咬又能吸。这表明啃咬（bite）进食方式最初是在水生生物中出现，后来才逐渐被应用在陆地生活中。

“水和空气不同，水的密度更大，粘性更强，”论文第一作者、芝加哥大学的博士后研究员Justin Lemberg博士说。“这可能会给那些第一次离开水进入陆地的动物带来一些挑战，包括运动、繁殖、维持体内平衡、感觉处理以及觅食等方面。”

论文通讯作者、美国芝加哥大学的生物与解剖学特聘教授Neil Shubin补充说：“提塔利克鱼生活在从水生到陆生的过渡转折点上。”因此，研究提塔利克鱼的化石残骸可以为“陆地生命最初如何进化”这一问题提供新见解。

大多数水生脊椎动物通过吸力进食。为产生吸力，许多鱼类可以通过横向扩张头骨张大嘴巴，产生负压。头骨之间的这种相对运动被称为颅骨运动。

Lemberg说：“吸力进食在陆地上是无效的，因为它无法远距离‘工作’，而且在陆地上也很难创建吸食所需的压力密封。所以陆生脊椎动物不得不通过其他方法捕猎。但这一过程如何发生尚不明确。我们想研究一下提塔利克鱼头骨的缝合线，看看它们如何使用头骨来捕食。”

随后，科学家们使用先进的新型计算机断层扫描技术（CT）对提塔利克鱼头骨的形态进行详细检查，识别出了一些关键新特征，其中包括滑动关节。这种关节能够让动物进行必要的颅骨运动，使头骨横向扩张以产生吸力。

研究人员发现，提塔利克鱼和鳄雀鳝的头骨有明显的相似之处。鳄雀鳝是一种“活化石”生物。归功于其滑动关节，它在进食时可以协同使用侧向猛咬动作和吸力。这些相似之处让研究人员相信，提塔利克鱼可能以同样的方式进食。而这表明，相关适应可能在很久以前，动物还未在陆地定居之时就已经出现。

新研究不仅帮助我们了解了鱼类祖先的进化以及提塔利克鱼的生物学行为，也为人类的解剖学和发育提供了新见解。

Lemberg说：“从水中到陆地的过渡也是我们人类的事情。我们是如何走到今天这一步的？又适应了哪些进化‘怪癖’？”举例来谈，当分析提塔利克鱼头骨的活动范围时，研究人员发现，有三根骨头似乎移动得最多，这些骨头最终并入了哺乳动物的中耳。“提塔利克鱼的那三块骨头进化成了人类的‘听觉之骨’，现代哺乳动物甚至还保留了一点颅骨运动。”

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编译：花花

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《美国国家科学院院刊》

期刊编号：0027-8424

原文链接：

https://phys.org/news/2021-02-clues-emerge-early-tetrapods-liveand.html