最新的基因组研究,抛出了一个颠覆认知的结论:我们口中的鲨鱼,或许根本不是一个自然的生物类群。就像40多年前演化生物学家史蒂芬·杰·古尔德那句石破天惊的“世界上根本没有‘鱼’这种东西”,如今鲨鱼也陷入了同样的分类学危机。
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为什么说世界上没有鱼?
生物学里,一个自然动物类群,必须是单系群——通俗说,就是这个类群里的所有动物,都来自同一个共同祖先,并且这个祖先的所有后代,都被包含在这个类群里。比如猫科动物,所有猫科都来自同一个远古祖先,它的所有后代(狮、虎、猫等)都算猫科,这就是一个自然的单系群。
而古尔德说的“没有鱼这种东西”,恰恰是因为我们日常说的“鱼”,根本不符合这个标准。我们总把水里游的、有鳞有鳍的脊椎动物都叫“鱼”,但演化上,肺鱼、空棘鱼这些“鱼”,和人类、猫狗等四足动物的亲缘关系,比它们和鲤鱼、鲈鱼的关系近得多。我们人为把四足动物从这个共同祖先的后代里踢了出去,只把剩下的叫“鱼”,这就让“鱼”成了一个并系群——一个人为凑出来、不符合自然演化规律的类群。
而现在,鲨鱼可能也要步“鱼”的后尘。
鲨鱼的演化家谱,我们一直画错了
在说新研究之前,先说说我们对鲨鱼的固有认知。
鲨鱼、鳐鱼、魟鱼、蝠鲼这些动物,都长着软骨骨骼(而不是硬骨),共同组成了脊椎动物里的软骨鱼纲,早在4亿多年前,就和我们熟悉的硬骨鱼(鲤鱼、金枪鱼等)分了家,走上了不同的演化道路。
过去一百多年,不管是解剖学研究,还是有限的基因测序,都告诉我们:软骨鱼纲里,鲨鱼是一个完整的大家族,所有鲨鱼都来自同一个共同祖先;而鳐鱼、蝠鲼这些扁平的板鳃类,是鲨鱼的近亲,很早就和鲨鱼分家,成了另一个独立的类群。
这个结论,直到现在全基因组测序技术的出现,开始出现裂痕。耶鲁大学的演化生物学家团队,分析了已发表的48个软骨鱼物种的全基因组,这些物种涵盖了鲨鱼、鳐鱼的所有主要演化支系。他们重点对比了两类核心基因数据:
一类是840个蛋白质编码序列,也就是直接负责合成蛋白质、决定生物性状的基因,这也是过去演化研究最常用的数据;
另一类是约350个基因组超保守区域,这是基因组里几亿年都几乎没有变化的序列,相当于演化的“活化石锚点”,最能反映物种之间真实的亲缘关系。
结果出现了惊人的分歧:
- 蛋白质编码基因的分析,印证了我们过去的认知:鲨鱼是一个完整的单系群,和鳐鱼相互独立;
- 但超保守区域的分析,却彻底推翻了这个结论:鲨鱼根本不是一个自然类群
这次研究里,最关键的角色,是一类叫六鳃鲨目的鲨鱼。你可能在深海纪录片里见过它们:比如长相酷似史前生物的皱鳃鲨,还有深海里的六鳃鲨、七鳃鲨。和普通鲨鱼固定5个鳃裂不同,它们长着6-7个鳃裂,还有结构非常原始的颌部,身体也不像普通鲨鱼那样是标准的流线型,反而有点像鳗鱼,一直被认为是鲨鱼里最古老、最原始的类群。
而超保守区域的测序结果告诉我们:六鳃鲨目,和其他所有鲨鱼,根本不是一个演化支系。
更颠覆的是:我们熟悉的大白鲨、虎鲨、双髻鲨这些“普通鲨鱼”,和鳐鱼、蝠鲼的亲缘关系,比它们和六鳃鲨目的亲缘关系要近得多。
打个通俗的比方:我们一直以为,大白鲨和六鳃鲨是亲兄弟,鳐鱼是它俩的堂兄弟;结果基因测序发现,大白鲨和鳐鱼才是一母同胞的亲兄弟,而六鳃鲨,是和它们八竿子打不着的远房表叔,早在几亿年前,就和它们的共同祖先分了家。
如果这个结论成立,就会出现一个尴尬的局面:我们把六鳃鲨目叫鲨鱼,也把大白鲨叫鲨鱼,但这两类动物,根本不属于同一个自然演化类群。“鲨鱼”这个词,就和“鱼”一样,成了我们人为给“长得像鲨鱼的软骨鱼”凑出来的名字,而不是一个符合演化规律的生物分类。
甚至研究团队还提出了一个更反常识的推论:如果这个家谱是对的,那扁平的鳐鱼、蝠鲼,本质上就是一种高度特化的鲨鱼——鲨鱼的身体构型先出现,后来其中一支鲨鱼慢慢演化成了扁平贴底生活的鳐鱼。
争议还在
看到这里,你可能会问:难道以后我们不能叫“鲨鱼”了?
先别急,这项研究目前还只是发布在生物预印本平台上,还没有经过同行评审,也没有正式发表,只能算是一个强有力的假说,而不是板上钉钉的结论。
科学界对这个结果,也有着不同的看法。
佛罗里达自然历史博物馆的演化生物学家加文·内勒团队,也做过类似的研究,他们分析了98个物种的4000多个基因序列,同样发现鲨鱼的演化家谱极不稳定:用不同的基因序列分析,会得出完全不同的亲缘关系结论。
内勒还提出了一个关键质疑:鲨鱼和它的近亲们已经在地球上存在了3.3亿年,在这么漫长的演化时间里,早期物种分化的很多遗传信号,早就被时间抹去了。我们不能只迷信基因序列,解剖学特征里,也藏着演化的关键证据,“人们对基因序列的推崇,其实有些过度了”。
想要最终确定鲨鱼的演化家谱,我们还需要给更多鲨鱼物种做全基因组测序,找到更多的遗传标记,反复验证不同数据的结论,才能最终给“鲨鱼到底是不是一个自然类群”这个问题,一个确定的答案。
这项研究到底有什么用
看到这里,你可能会觉得:不就是给动物分分家吗?就算鲨鱼不是一个自然类群,又有什么影响?
其实这项研究的意义,远不止改个分类这么简单。
第一,它能帮我们解开脊椎动物演化的核心谜题。六鳃鲨目最特殊的,就是它原始的颌部结构。如果它真的是独立于其他鲨鱼、鳐鱼的古老支系,那它的颌部,很可能就是脊椎动物颌部演化的早期形态。研究它,能帮我们搞清楚脊椎动物的嘴是怎么来的,甚至能给人类颌部发育、相关疾病的生物医学研究,提供关键的演化参考。
第二,它会彻底改变鲨鱼的保护逻辑。现在全球的鲨鱼都面临着过度捕捞、气候变化的威胁,很多物种已经濒临灭绝。而这项研究告诉我们:鲨鱼的演化多样性,远比我们想象的要丰富得多。如果六鳃鲨目是一个独立的古老演化支系,那它一旦灭绝,我们丢失的就不只是一个鲨鱼物种,而是一整段独一无二的、延续了数亿年的演化历史。这会让我们重新判断不同鲨鱼物种的保护优先级,明白我们到底在保护什么。
解读文献:
- https://doi.org/10.1038/d41586-026-00594-w
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