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研究:与其他鱼类不同 肺鱼的大脑在4亿年中一直在不断进化

cnBeta.COM 徽标 cnBeta.COM 2022/8/17 vivian

由于发现了古代肺鱼的化石遗迹,为地球上陆栖四足生物的起源提供了一个缺失的环节,动物大脑和神经系统的进化已经被追溯到4亿多年前。为了更好地了解肺鱼的大脑发育,由澳大利亚弗林德斯大学领导的一个国际团队将六种古生代肺鱼(Dipnoi)化石的头颅内膜的综合三维模型与幸存的陆生脊椎动物姐妹物种的大脑空间进行了对比。

Fossil-Lungfish-Skull.jpg © 由 cnBeta.COM 提供 Fossil-Lungfish-Skull.jpg

据首席科学家、弗林德斯大学的Alice Clement博士说,这可能有助于解释最早的四足动物,它们最终用四条腿从水中进化到陆地。

这一发现发表在国际期刊《eLife》上,揭示了这些肉鳍亚纲(Sarcopterygii)的进化历史,揭示了嗅觉区似乎比后脑更具可塑性,并在几个分类群中经历了急剧的伸长。

“我们的发现表明,肺鱼的大脑在它们4亿年的历史中一直在不断进化,但这表明它们可能一直依靠嗅觉而不是视觉来导航它们的环境。”弗林德斯大学生态学和进化(古生物学)研究实验室的Clement博士说:“这与其他鱼类相当不同,它们使用视觉的能力要强得多。”

她表示:“了解肺鱼的大脑在整个进化历史中的变化,有助于了解最早的四足动物(我们的陆地祖先)的大脑可能也是什么样子的--这可以让我们了解哪些感官比其他感官更重要(如视觉与嗅觉)。”

在这项研究中,来自澳大利亚的研究人员与英国、加拿大和瑞典的合作者一起,使用强大的成像方法来虚拟重建这些大脑模型。

来自苏格兰爱丁堡大学的高级作者Tom Challands博士说,正在进行的工作在广泛的进化和古生物学科学中具有重要意义。

他说:“这篇论文有效地将已知的肺鱼内脏的数量增加了一倍,因为它们的保存质量经常被化石压碎或打破,而大脑本身的保存潜力非常差,目前在任何肺鱼化石中都不知道。肺鱼从泥盆纪到今天已经持续了4亿多年,为最早的四足动物的状况以及它们自身的进化历史提供了独特的见解。”

通过使用X射线断层扫描作为古生物学工具,可以对六种古生代肺鱼(Iowadipterus halli、Gogodipterus paddyensis、Pillarhynchus longi、Griphognathus whiteei、Orlovichthys limnatis和Rhinodipterus ulrichi)的颅内模进行非破坏性研究。这些化石来自澳大利亚、美国、俄罗斯和德国。

这六块化石和两个现存的分类群被纳入一个12个分类群的数据集,使用17个变量进行多变量形态分析。

“研究我们的‘腥味表亲’肺鱼继续帮助我们了解鱼类如何在大约3.5亿年前首次离开水,开始成为陆地动物(四足动物),以及后来的人类。也许它们的一些神经系统特征仍然留在我们身上,”Clements博士说。

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