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吸血鬼七鳃鳗:千年未变的变态发育 精选

已有 6999 次阅读 2015-1-20 12:22 |系统分类:科普集锦|关键词:进化,,七鳃鳗| 进化, 七鳃鳗


七鳃鳗起源于4亿年前,1.25亿年的七鳃鳗化石表明它没有“进化”

几天前去北京出差,顺道参观了古脊椎动物博物馆,感触颇多。

古脊椎所是中国科研界的翘楚之一,在生物进化研究上也能占有一席之地。每年在NatureScience上发表不少论文(中科院排名第一),其中不乏封面文章,特别是在鸟类和恐龙起源方面的研究尤为牛叉。古脊椎所建有了一个小小的博物馆,展出了部分重量级的化石。令人颇为感动的是,他们还更新展出了2014年的新发表的科学故事-----七鳃鳗的变态发育进化。

“进化现在是一个众所周知的词语。特指在地理历史的历程中,生物会因环境而变迁。如有花植物、哺乳动物、昆虫等在近几千万年的时间中,进化出非常多的种类。众多的案例,似乎给人所有生命都在拼命演变的印象。

在古脊椎动物博物馆中,首先是有一个1.6m长的大鱼标本(矛尾鱼,又称“拉蒂迈鱼”),与4亿年前的化石标本基本相同,未曾有何变化,看起来非常震撼;另外,博物馆还展出了2014年新发现的七鳃鳗化石。早在3.6亿年前,七鳃鳗便已生活在地球之上,与今天的七鳃鳗一模一样。它们以不变应万变,几乎未曾进化,已超出了进化论的解释范畴。如此生物,实在让人感到惊奇、迷惑与不解。

更为有趣的是,古脊椎所还发现,七鳃鳗变态发育过程,在亿万年的进化过程中也未曾进化。


七鳃鳗恐怖的吸盘和牙齿(网图)

七鳃鳗(Lampetra japonicum),又名七星子,是一种古老的水生寄生生物,属最古老的无颌类脊椎动物。自4亿年前兴盛,残存至今。现在的七鳃鳗广泛分布在北冰洋及其东北的乌苏里江松花江等淡水水域。成年的七鳃鳗为肉食性,用口吸盘吸附在它鱼身上,食其血肉,过着吸血鬼一般的生活。现村的七鳃鳗具有洄游性,也具有变态性,幼体生活与淡水中,无牙眼睛不发达,以微生物为食。经过三四次变态发育,历时4年方才成年洄游至大海之中,海中生活2年后又洄游到江河中产卵完成生命周期。

由于幼年七鳃鳗生活习性与文昌鱼很像(文昌鱼是脊索动物像脊椎动物进化的中间的模式生物,厦门大学研究文昌鱼发表了中国第一篇science文章。),早已成为生命科学研究的重点生物。加之,成年七鳃鳗独特的寄生生活习性,洄游等都是生物学的热点难点问题。因此,中外科学家,特别是日本人非常重视七鳃鳗的研究。


夜宿博物馆的孩子们参观早已繁荣灭亡的恐龙化石

早在1889年,日本科学家便发现,七鳃鳗能够快速补充PH值,很好的调节自己体内的酸碱环境。七鳃鳗咬住寄主之后,会不断刮锉,吸食寄主血肉。吸食血肉或啃噬尸体导致周围水质二氧化碳浓度达7%,(为空气中的350倍),致使水体慢慢变酸。但毫无问题,七鳃鳗完全能适应新的酸碱环境。七鳃鳗还能调节血液中的盐分浓度,将其调节到与海水中盐分一致,以适应洄游生活。

七鳃鳗经营着幼体到成体的变态发育,洄游性的盐分改变,以及吃食时的酸碱平衡。在如此多变的生存环境中,很难想象它的进化历程可以保持不变的。证实或解答这些谜题得依赖于化石发现。

2006年,古脊椎所科学家首先从内蒙和辽东的早白垩世地层识别出七鳃鳗的幼体和变态期幼体化石。2014年,还是古脊椎所的科学家,利用来自内蒙的1.25亿年前的化石证明,七鳃鳗早在亿万年前便已拥有三周期变态发育过程。研究表明七鳃鳗变态发育,生活习性等诸多特征与现存的后裔并无差异相似,亿万年来未曾改变。(PNAS 2014

变与不变之间,七鳃鳗为何如此顽固?亿万年的时空种,恐龙灭绝,有花植物进化出几十万种,哺乳动物和鸟类大繁荣,而它竟能如此傲视群雄,一成不变。你是如此的小巧,却又如此的强大。到底七鳃鳗为何千年不变,回答这个问题,恐怕达尔文在世也得哭死在文案之上。




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