生物學的歷史162

1.     另一支從古代有頷魚分家出來的物種是硬骨魚Osteichtheys，其中包括絕大多數是大眾熟悉的魚類。硬骨魚是非常大的族群，硬骨魚類從泥盆紀開始就是淡水與海水最優勢的物種；3.95億年前到3.45億年前泥盆紀，又稱為魚類時代。

2.     演化史早期的脊椎動物，成排的咽裂(pharyngeal slits)長成高度摺疊的表面，造就出巨大的氣體交換面積(呼吸)。

3.     除了鰓的功能以外，硬骨魚綱的古老成員也有原始的肺，肺的功能，很可能是在遇到缺氧的死水的時候，作為補充氣體交換的器官。現在還有少數魚類與古代硬骨魚一樣保有肺與鰓。

4.     硬骨魚崛起之後不久，就分裂演化成二個族群，其中一個族群牠們成對的鰭是輻鰭(條鰭) ray-fins，另一個族群是肉鰭fleshy fins。（下圖是飛魚，魚鰭是輻鰭）

5.     輻鰭魚族群經歷非常巨大的輻射演化，幾乎所有現在的魚類都是牠們繁衍出來的。現代的硬骨魚已經沒有肺，肺已經變成控制浮力的魚鰾。

6.      肉鰭魚過去也有相當的輻射演化，但是現在只剩下6種－有5種是肺魚(1種在澳洲、3種在非洲、1種在南美)，1種是葉鰭魚，葉鰭魚在非洲東南海岸的深水中。

7.      雖然數量稀少，不過，葉鰭魚對演化史來說格外具有意義，因為牠還保有肺，而且與陸地脊椎動物的祖先同屬一族。

8.      硬骨魚的演化革新：1.甲冑魚的骨片退化成連鎖的骨質鱗片。2.原始的肺。3.咽裂中有鰓。4.分為二個族群：輻鰭魚與肉鰭魚。

9.     【兩棲動物是從葉鰭魚的一個支派演化而來的】讓我們更仔細地研究古代葉鰭魚 lobe-finned fishes。我們很早就從化石了解葉鰭魚族群，長久以來都以為牠們早已絕跡7千5百萬年，直到1939年的新發現才推翻這個看法。

10.  這一年有人在南非東海岸捕獲葉鰭魚新物種，從此，科學家開始研究這個活化石物種「腔棘魚coelacanth (Latimeria) 」。腔棘魚並不是陸上脊椎動物的那個葉鰭魚祖先，但是牠們在許多方面長得很像那種葉鰭魚。

11.  除了「肺」之外，葉鰭是另一個適應陸地生活重要的特徵，葉鰭是牠們胸部和腹部成對的鰭，鰭的基座有厚厚的肌肉。這些鰭的基本骨架與陸地脊椎動物的腳一樣。有時候葉鰭魚(尤其是乾旱的時候)會用這些像腳一樣的鰭從水裡走到沙地和泥灘上。

12.  泥盆紀晚期(3.6億年前左右)陸地已經布滿植物聚落，有些節肢動物(甲殼動物、蜘蛛、馬陸與少數昆蟲)開始入侵陸地。

13.  任何動物只要能夠適應陸地生活，就會得到廣大的新棲息地與充足的食物供應，沒有其他競爭者來搶，也沒有掠食者。水裡面的世界就不是這樣了，那裡有成群結隊、各式各樣的魚類，其中有許多種魚類是非常活躍的掠食者。

14.  任何葉鰭魚，只要牠的附肢稍微比同伴強一些，能夠在陸地移動，就比較能夠經常爬上陸地探索新世界。

15.  經過數百萬年的物競天擇壓力，最早用鰭在陸地上走路的族群，慢慢地演化出腳。在泥盆紀結束之前，某一個古代的葉鰭魚族群終於演化成第一代兩棲動物amphibians。

16.  接下來我們討論的動物，都屬於一個超大的綱目「四足總綱Tetrapoda」，四隻腳的脊椎動物。四足總綱分為四類：兩棲動物類Amphibia(青蛙、蟾蜍、火蜥蜴)，爬蟲類Reptilia(蛇、蜥蜴、烏龜、短吻鱷)，鳥類Aves，哺乳動物類Mammalia。

n         翻譯編寫Carol H. McFadden, William T. Keeton《Biology-An Exploration of Life》

n         圖片來源：talkrational.org、evolvehappy.com、bbc.co.uk

研析心得：

1.     魚類，「鰓」的特徵來自於古老祖先的「咽裂」，「肺」的特徵是因為某些硬骨魚開始登陸，需要新的器官補充氧氣，拉長滯留在陸地的時間。

2.     古代硬骨魚同時具備鰓跟肺這二種特徵，應該是演化的過渡狀態。

3.     留在水中生活的魚類是輻鰭(條鰭) ray-fins魚類。在水中，只要魚鰭面積大、能快速擺動，就可以敏捷地在水中活動，但是在陸地不同，需要有肌肉控制魚鰭支撐身體重量、往前移動，所以，登陸的魚類是肉鰭fleshy fins魚類。

4.     「現代的硬骨魚已經沒有肺，肺已經變成控制浮力的魚鰾。」如果硬骨魚的「魚鰾」是「肺」退化而來，而「肺」應該是陸地動物的特徵，那麼，魚類是從陸地走進水中的嗎？

5.     如果我們認為陸地動物，是海洋魚類上岸到陸地演化而成，那麼，演化順序應該是魚類在海中演化出「魚鰾」，登陸的魚類再把「魚鰾」演化成「肺」，不是嗎？到底哪一個看法才是對的呢？

6.      「肉鰭魚現在只剩下6種－有5種是肺魚(1種在澳洲、3種在非洲、1種在南美)，1種是葉鰭魚，葉鰭魚在非洲東南海岸的深水中。」

7.      歐洲或亞洲可能也有肉鰭魚，但是後來絕跡了，有可能是因為歐洲與中國、印度氣候相對穩定，人口爆炸導致污染或捕殺，而澳洲、非洲、南美開發較晚，人為污染較少，因此保存相當豐富的自然資源。