解剖活化石，纠正文献中沿用近70年的错误

已有4亿年历史的腔棘鱼，常被称为“活化石”，因为其解剖结构在过去6500万年中几乎未发生变化。尽管腔棘鱼已经被广泛研究，但仍存在有可能改变我们对脊椎动物的进化认知的信息被不断揭示。

在一项新发表于《科学进展》的研究中，一个研究团队在重新分析了腔棘鱼的头部肌肉结构后，发现此前的许多描述都存在错误。

解剖“活化石”

腔棘鱼是肉鳍鱼类（包括腔棘鱼、肺鱼以及所有四足动物）的代表，这是一种有鱼类，生活在海平面以下约300米的深海洞穴中。自恐龙灭绝以来，它们的变化极少，部分原因是它们几乎没有天敌，并栖息于相对稳定、受保护的环境中。过去有研究显示，这一环境使得它们的基因组变化缓慢。

科学家最初只在大约4亿年前的化石中识别出腔棘鱼。直到1938年，人们才首次发现活体腔棘鱼，震惊了整个科学界。1999年，人们在亚洲水域又发现了另一种腔棘鱼物种——拉蒂迈鱼（

Latimeria chalumnae

在博物馆中，腔棘鱼标本极为稀缺。这次，研究人员花费了大量精力，才找到愿意出借标本进行解剖的机构。

在美国国家自然历史博物馆展出的腔棘鱼。（图/Museum of Zoology (MZ), USP）

他们用6个月的时间，逐一分离了腔棘鱼的每一块肌肉和颅骨——这是一项难度极高的工作，因为若操作一有不慎，就会在解剖的过程中对样本造成破坏。

正是通过对每块肌肉与神经的直观观察，研究人员才得以准确确认腔棘鱼的头部结构，并指出此前从未被描述的肌肉结构，且纠正了科学文献中反复流传近70年的错误。

纠正错误与发现新征

研究团队结合了其他类群（包括现存的和已灭绝）的鱼类的三维显微断层图像，对腔棘鱼的肌肉在早期有颌脊椎动物中的对应位置进行了推断，从而进一步阐释这些肌肉的进化轨迹。

通过重新检测腔棘鱼的颅部肌肉，研究人员发现，在早前确定的最大脊椎动物谱系的肌肉进化新征中，只有13%是准确的。

具体来说，他们发现有11个被描述为“肌肉”的结构，其实是韧带或其他结缔组织。例如，在此前被归类为腔棘鱼的“进化新征”的结构中，有一组被认为负责主动扩张口咽腔（从口部延伸至咽部）、并与摄食和呼吸直接相关的肌肉。但新研究发现，它们并非肌肉，而是无法收缩的韧带。

这些发现这对腔棘鱼的口腔与呼吸功能有重大影响——肌肉能产生主动运动，而韧带只能传递运动。

与此同时，研究人员还识别出9个新的、真实的进化性转化，这些变化与摄食和呼吸方式的革新密切相关。

重新审视进化关系

基于这些信息，研究人员发现，腔棘鱼与软骨鱼类（如鲨鱼、鳐鱼）以及四足动物（如鸟类、哺乳动物、两栖类和爬行动物）之间的相似性，远超过我们以往的认知；而与辐鳍鱼类之间的差异则比过去认为的更大。

大约在4.2亿年前，肉鳍鱼类与辐鳍鱼类从共同祖先中分化。在辐鳍鱼类（如鲤鱼）中，人们很容易观察到它们通过口部的运动产生吸力来摄食的动作。这一能力赋予了辐鳍鱼类显著的进化优势，使其在现代脊椎动物中占据了主导地位（构成了约一半的现存脊椎动物）。相比之下，腔棘鱼和鲨鱼等鱼类则主要通过咬合方式捕食。

过去的研究认为，腔棘鱼也具备一组能够增强吸食能力的肌肉，因此推测这一机制可能是在硬骨脊椎动物的共同祖先中就已经进化出来。但现在，新研究证明这种假设并不成立：这组肌肉结构实际上并不存在于腔棘鱼体内，而是至少在更晚的进化阶段，才出现在现存辐鳍鱼类的共同祖先身上。

研究的新起点

研究人员表示，鉴于腔棘鱼在脊椎动物生命树中的特殊位置，这些发现对于我们理解其他主要脊椎动物类群的颅部进化路径具有重大影响。

在后续研究中，研究人员计划深入分析腔棘鱼肌肉与四足动物（如两栖类和爬行类）之间的结构相似性。

现在，所有被解剖的结构都被系统保存，可供其他科学家进一步研究，无需再解剖新的个体。

##参考来源：

https://agencia.fapesp.br/new-examination-of-fish-considered-a-living-fossil-changes-our-understanding-of-vertebrate-skull-evolution/55451

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt1576

#图片来源：

封面图&首图：NRF-SAIAB 34464, Coelacanth, SAIAB. Image courtesy of the NMNH SI