中国科学院最新研究：人类祖先如何从鱼变人？
中国科学院最新研究：人类祖先如何从鱼变人？
2024年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的一项重要发现再次引发了人们对生命演化历程的关注。研究人员通过对原始辐鳍鱼类的基因组研究，揭示了脊椎动物从水生到陆生演化过程中的关键遗传创新基础。这一发现不仅解答了硬骨鱼类如何登陆这一科学难题，还为理解人类起源提供了新的视角。
从海洋到陆地：关键的演化转折点
要理解人类如何从鱼类祖先演化而来，我们需要回到大约5亿年前的寒武纪早期。那时，地球上出现了最早的脊椎动物——海口鱼。这一时期标志着脊椎动物的诞生，为后续复杂生命的演化奠定了基础。
约4亿多年前，志留纪时期的脊椎动物开始演化出上下颌，显著提升了捕食能力和生存优势。全颌鱼等化石记录了这一重要转变。
约3.65亿年前，鱼石螈等两栖类开始尝试登上陆地，发展出具趾四肢以适应陆生环境。这一过程开启了脊椎动物对新生态位的探索。
关键创新：从鳃到肺，从尾到四肢
中国科学院成都生物研究所的研究揭示了两栖动物变态发育中呼吸器官转变的细胞分子机制。研究发现，两栖动物在登陆的关键时间节点，通过甲状腺激素信号通路调控鳃的吸收和肺的功能建成。同时，肺能够快速实现形态和功能的建成，主要依靠肺间充质干细胞的分化和肺上皮细胞的时序性分子表达模式转变。
运动器官的转变同样关键。原始的鱼类通过尾部摆动在水中游动，而当它们开始探索陆地时，这种运动方式显然不再适用。于是，一些鱼类的鳍开始逐渐演化成具趾的四肢。这种转变在肉鳍鱼类中表现得尤为明显，它们的鳍内部具有更多的骨骼支撑，为后续演化成四肢提供了基础。
最新的科学发现：从喷水孔到中耳
一项历时200年的研究最终揭示了一个惊人的事实：人类的中耳竟然源自鱼类用来呼吸的喷水孔。喷水孔是位于鱼类眼睛之后，颌弓和舌弓之间的一个只含有假鳃的不完整鳃裂，在呼吸过程中主要扮演进水孔的角色，用来吸入水流或空气，是鱼类非常重要的呼吸器官。
在现生的无颌类七鳃鳗和盲鳗中，颌弓和舌弓之间的舌颌囊只存在于早期的胚胎发育中，但在成体中既没有发育成鳃，也没有发育成喷水孔，而是完全丢失。在现生软骨鱼类中，喷水孔广泛存在。而一些丢失喷水孔的软骨鱼类则逐渐发展了冲击式呼吸。在一些原始的硬骨鱼类如多鳍鱼、腔棘鱼、弓鳍鱼、鲟鱼和白鲟中也有发现喷水孔。由于大部分的硬骨鱼类演化出了鳃盖来辅助口腔呼吸，因此喷水孔在这些鱼类中都有退化的现象。
最引人注目的是多鳍鱼，这种被称为“恐龙鱼”的原始硬骨鱼不仅拥有发达的喷水孔，还能通过它直接吸入空气进行呼吸。这一发现进一步证实了喷水孔在鱼类呼吸演化中的重要地位。
人类与鱼类的亲缘关系
人类和鱼类的亲缘关系可追溯至肉鳍鱼类，这类古生物生活在约3.58亿年前的泥盆纪。肉鳍鱼类的特殊鳍肢结构逐渐演化为四肢，成为陆地生活的关键适应特征。肺鱼亚纲尤其展现出与陆生环境相适应的呼吸器官进化，体现了从水到陆过渡的重要一步。
从鱼类到人类的演化历程充满了复杂的适应与创新。每个关键转折都深刻影响了地球生命的多样性与分布。而中国科学院的最新研究，为我们揭示了这一漫长演化过程中的关键遗传创新基础，让我们得以一窥生命从海洋到陆地的壮丽篇章。