新发现揭示三亿多年前泥盆纪一种披盔戴甲

时间:20-04-20 栏目:动物世界 作者:wenkula 评论:0 点击: 140 次



小肢鱼生态复原,示雌雄鱼交配场景


小肢鱼生态复原,示雌雄鱼交配场景(Brian Choo绘)。


小肢鱼化石照片。由上而下第一排:雄性小肢鱼化石及外生殖器;第二排:雄性小肢鱼化石及未完全发育的外生殖器;第三排;雌性小肢鱼化石及成对骨板。


小肢鱼化石照片。由上而下第一排:雄性小肢鱼化石及外生殖器;第二排:雄性小肢鱼化石及未完全发育的外生殖器;第三排;雌性小肢鱼化石及成对骨板。(朱幼安供图)


(神秘的地球报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(朱幼安):2014年10月,澳大利亚弗林德斯大学约翰•朗教授及其同事在《自然》杂志上发表了一项新发现,中科院古脊椎动物与古人类研究所朱敏研究员参与了该项工作。新的发现揭示了三亿多年前泥盆纪一种披盔戴甲鱼类的“私密生活”,证明体内受精的生殖方式比过去所认为的起源更早,可以追溯到目前所知最原始的有颌脊椎动物类群之中。
 
脊椎动物的受精方式可分两种:体外受精和体内受精。大部分现代鱼类和两栖动物均行体外受精,而爬行动物、鸟类和哺乳动物则为体内受精。因此,大众的一般印象是,体外受精较为原始,而体内受精是较进步的受精方式。不过,软骨鱼类(鲨鱼、鳐鱼和银鲛)是个反例,其雄性以发达的外生殖器鳍脚(clasper)将精子送入雌性体内。


盾皮鱼(placoderms)是一群包裹着骨质“盔甲”的鱼类,在泥盆纪(约4.2亿年前~约3.6亿年前)十分繁盛,演化出许多形态迥异的类群。过去曾经认为盾皮鱼类是有颌脊椎动物中一个绝灭的旁支,然而越来越多的证据,特别是2013年我国科学家描述的介于硬骨鱼类和盾皮鱼类之间的过渡化石——初始全颌鱼表明,包括人类在内的所有现生有颌脊椎动物,都起源于盾皮鱼类。


胴甲鱼类(antiarchs)是一群最为古怪的盾皮鱼类。它们的两眼和鼻孔像潜望镜那样集中长在头顶,身体前半部包裹着笨重的骨甲,就连胸鳍也为具关节的外骨骼包覆,更类似节肢动物的附肢而不像鱼类的鳍。比起典型的鱼来,胴甲鱼类倒更像螃蟹一类的节肢动物。


不仅样貌奇特,胴甲鱼类在演化上更具有重要的意义。最近的一些研究表明,胴甲鱼类在盾皮鱼类,乃至整个有颌脊椎动物中处于非常原始的地位,与刚刚从无颌的甲胄鱼类中演化出来的有颌脊椎动物共同祖先相当接近。


小肢鱼(Microbrachius)是一种分布十分广泛的胴甲鱼类,在苏格兰、爱沙尼亚和中国都有化石发现。它长得头大身小,体长一般只有几厘米。小肢鱼只是许多胴甲鱼类中普通的一种,尽管早在19世纪它就已经为科学界所知,但直到最近都没有引起学者的多大关注。


近年来,朗教授和他的同事在对盾皮鱼类的生殖方式研究中取得了一系列新发现,受到激励,他们又开始兴致勃勃地寻找胴甲鱼类生殖方式的化石证据。在对大量的小肢鱼化石进行检视后他们发现,有些小肢鱼腹面躯体甲壳末端有一对奇怪的侧枝,有些则没有。这种侧枝结构与之前发现的褶齿鱼类鳍脚十分相似。因此,它应当是雄性外生殖器的骨骼部分。而雌性小肢鱼的化石则没有这种侧枝,取而代之的是一对骨板。


雄性小肢鱼的外生殖器向侧面伸出,与身体几乎成90度,由于僵硬骨骼的存在,其活动性一定不佳。由于身披厚重的骨质外壳,小肢鱼也很难像蛇那样纠缠在一起完成交配。据此,科学家推测了它们的交配过程:雄鱼和雌鱼并排而行,带关节的硬质胸鳍互相交挎,就像在跳“爱的舞蹈”,彼此拥抱。最后,雄鱼将向侧面伸出的外生殖器伸到雌鱼身体下方,由雌鱼用骨板夹持住,完成体内受精过程。


基于化石提供的一系列证据,我们现在知道,体内受精的生殖方式在盾皮鱼类,也就是原始的有颌脊椎动物中广泛存在,到了硬骨鱼中次生性地消失,而在包括人类在内的陆生脊椎动物中,又再次演化出来。


虽然陆生脊椎动物与盾皮鱼的外生殖器并非严格意义上的同源,但分子生物学和发育生物学证据表明,陆生脊椎动物的后肢与外生殖器在胚胎发育阶段密切相关,且与鱼类的腹鳍和腰带受相同的基因控制。因此,包括人类在内的许多动物的“性福生活”,仍可以说是建立在亿万年前盾皮鱼祖先演化出的身体蓝图之上。


相关报道:最古老性行为始于3.85亿年前


科学家已经发现通过交尾进行体内受精的最早实例


科学家已经发现通过交尾进行体内受精的最早实例(神秘的地球配图)


(神秘的地球报道)据新浪科技(孝文):根据一项最新的化石研究,两只动物的身体结合在一起,孕育新生命的性行为,最早开始于3.85亿年前。


这种已经灭绝的泥盆纪时期的装甲鱼Microbrachius dicki(一种胴甲鱼目盾皮鱼),拥有的生殖结构能够使它通过体内受精(雄性将精子输入到雌性体内)繁衍后代。该研究成果发表在《自然》杂志上,它让我们认识到,体内受精的起源远远早于我们以前认为的时间,即在脊椎动物进化开始阶段。该研究的第一论文作者、弗林德斯大学的约翰-朗教授说:“我们发现,盾皮鱼最先进化出通过交尾进行配对的方式。这一发现显示,我们的原始祖先与这些原始鱼类有着根深蒂固的历史渊源。”


朗正在爱沙尼亚塔林的一批收藏品里寻找盾皮鱼化石时,发现一根单独的骨骼,它与一个管状结构相连。鱼类通过利用盆骨抱握器(例如在雄性鲨鱼身体上看到的结构)把精子输入到雌性体内,完成体内受精。他说:“以前我们曾在更高级的鱼类身上看到这种结构,但这是在这种已经灭绝的装甲鱼类身上发现的一种远古生殖器官,此时所有有颚脊椎动物才刚刚浮现。它们拥有这种名叫有骨抱握器(bony claspers)的性器官,有骨抱握器并不是腹鳍的组成部分,因为它们在活生生的鲨鱼和鳐身上,更像是第三对鳍状肢。”


除了在M. dicki化石上发现有骨抱握器以外,朗及其同事还在雌性身上发现一对皮质骨板,他们认为,这一结构使配对变得更容易。该化石暗示,这些体长只有6厘米的小鱼的抱握器表明,世界上最初的性姿势是一种手挽手的并行的广场舞方式。朗说:“我们本以为体内受精是在现代鱼类诞生前后出现的,而不是我们发现的它们出现在较早时期。在颚和后肢进化过程中,我们的复杂的外生殖器也在不断进化。”


现代有颚鱼类的繁殖方式有两种,一是体内受精,另一种是产卵(雌性将未受精的卵排到距离由一个或者是多个雄性排出的精子不远的水里)。科学家曾认为,体内受精可能是从体外产卵进化而来的,但是相反的说法并不成立。朗说:“这一发现暗示了一些在生物学上被认为十分重要的东西,鱼类从体内受精又回到了体外产卵。盾皮鱼在开始向现代多骨鱼进化的过程中失去了抱握器,这个阶段它们再次恢复到在水里受精。”


鱼类在迁移到新的栖息地时,例如从海里进入淡水环境,产卵可能具有一定优势。朗说:“在某些情况下体内受精更有效,而在另外一些情况下,体外产卵会更好。”盾皮鱼是地球上在泥盆纪时期最成功的一种鱼类。“它们遍布世界各地,代表着第一种伟大的有鄂动物的水平分散。因此它们是非常成功的一种小动物,它们转变成体内受精,把它作为比体外受精更有效的一种孕育方式。”


相关报道:“爱的舞蹈”或从盔甲鱼开始


小肢鱼交配化石


小肢鱼交配化石(神秘的地球配图)


(神秘的地球报道)据经济日报(记者 佘惠敏 通讯员 朱幼安):《自然》杂志近日发布一项澳大利亚弗林德斯大学约翰·龙(John Long)教授团队的新发现,揭示了三亿多年前泥盆纪一种披盔戴甲的鱼类的“私密生活”——团队研究了胴甲鱼类中大量的小肢鱼化石证据后发现,小肢鱼采用体内受精方式繁衍,该发现证明体内受精的生殖方式比过去所认为的起源更早,并将体内受精这种生殖方式追溯到目前所知最原始的有颌脊椎动物类群中。中科院古脊椎动物与古人类研究所朱敏研究员参与了该项工作。


脊椎动物的受精方式可分两种:体外受精和体内受精。一般认为体外受精较为原始,而体内受精是较进步的受精方式。大部分现代鱼类和两栖动物均为体外受精,而爬行动物、鸟类和哺乳动物则为体内受精。


盾皮鱼(placoderms)是一群包裹着骨质“盔甲”的鱼类,在泥盆纪(约4.2亿年前—约3.6亿年前)十分繁盛,演化出许多形态迥异的类群。胴甲鱼类(antiarchs)是一群最为古怪的盾皮鱼类。


约翰·龙和他的同事在对胴甲鱼类中大量的小肢鱼化石进行检视后发现,有些小肢鱼腹面躯体甲壳末端有一对奇怪的侧枝,有些则没有。因此,它应当是雄性外生殖器的骨骼部分。


由于骨骼僵硬,且身披厚重的骨质外壳,小肢鱼也很难纠缠在一起完成交配。据此,科学家推测了它们的交配过程:雄鱼和雌鱼并排而行,带关节的硬质胸鳍互相交挎,就像在跳“爱的舞蹈”。


基于化石提供的一系列证据,研究者们认为,体内受精的生殖方式在盾皮鱼类,也就是原始的有颌脊椎动物中广泛存在,到了硬骨鱼中次生性地消失,而在包括人类在内的陆生脊椎动物中,又再次演化出来。


虽然陆生脊椎动物与盾皮鱼的外生殖器并非严格意义上的同源,但分子生物学和发育生物学证据表明,陆生脊椎动物的后肢与外生殖器在胚胎发育阶段密切相关,且与鱼类的腹鳍和腰带受相同的基因控制。因此,包括人类在内的许多动物的“性福生活”,仍可以说是建立在亿万年前盾皮鱼祖先演化出的身体蓝图之上。


相关报道:远古鱼类盾皮鱼用腿交配 是性行为的开山鼻祖


小肢鱼交配示意图,右方为雄性。


小肢鱼交配示意图,右方为雄性。(神秘的地球配图)


(神秘的地球报道)据中国日报:学术杂志《自然》10月19日刊文称,人类亲密性行为的由来最早可以追溯到3.85亿年前,当时的远古鱼类盾皮鱼用腿交配,是性行为的开山鼻祖。


腿,竟可作生殖器官


南澳大利亚福林德斯大学的约翰?朗率领团队,研究生物交配繁衍行为的进化史,发现隶属于盾皮鱼纲的小肢鱼长有L形的腿,可作生殖器官,把精子传输到雌性体内。另一方面,雌性则拥有一对小型骨骼结构,能够固定雄性的生殖器官,确保交配顺利进行。


盾皮鱼是人类最早的脊椎动物祖先,所以,它们正是人类性行为的开山鼻祖。


朗说道:“过去有人认为,盾皮鱼没什么亲戚,研究它们是钻死胡同。不过,最近有研究表明,盾皮鱼对我们人类自身的进化产生了深远的影响。要知道,人类的下巴、牙齿、双臂、双腿这些生理特征都是从盾皮鱼那里继承过来的。”当然,新的研究表明,盾皮鱼“也把亲密的交配行为传给我们了”。


腿,被争论了几个世纪


2013年,朗在爱沙尼亚的塔林科技大学偶然看到盾皮鱼骨骼化石,进而研究发现它们拥有交配能力。小肢鱼体长约8厘米,主要分布在当今的中国、爱沙尼亚和苏格兰。


朗表示,科学家早就注意到了小肢鱼细小的腿,却不知道有什么用途,争论了几个世纪都没有结论。朗说:“我们解开了这个重大的谜团。它们是用来交配的。”朗还表示,小肢鱼交配的时候,姿势有点奇怪。它们分在两侧,把上肢扣在一起,雄性再把腿插入,好像跳舞一样,不过,“这个姿势有利于雄性把生殖器官放在正确的位置,进行交配”。


相关报道:3.85亿年前鱼化石或为人类性交始祖


盾皮鱼纲(Placodermi)是一类已经灭绝的鱼类,大约生活在志留纪到泥盆纪,共繁衍了近7000万年。


盾皮鱼纲(Placodermi)是一类已经灭绝的鱼类,大约生活在志留纪到泥盆纪,共繁衍了近7000万年。


(神秘的地球报道)据中国台湾网(何建峰):研究化石的科学家发现,人类远祖古老的盾皮鱼约在3亿8500万年前,出现如人类性交的亲密动作。


据台湾“中央社”援引外媒报道,科学家在属于盾皮鱼纲的雄性小肢鱼(Microbrachius dicki)化石发现,它们演化出称为交尾器(clasper)的有骨L型生殖器,可输送精子给雌性。雌性小肢鱼演化出小型成对骨头,可锁住雄性的生殖器交配。


澳大利亚的阿德莱德(Adelaide)弗林德斯大学(Flinders University)古生物学教授朗恩(John Long)说:“Microbrachius意思是小臂,但是科学家数世纪以来始终不解,这些有骨的成对手臂到底有什么用途。”


他说:“我们已揭开这个大谜团,这是用来交配,好让雄性可将交尾器放进雌性生殖器区。”


根据《自然(Nature)》期刊20日刊登的一篇文章,小肢鱼是至今所知第一个以交配行体内受精的物种。盾皮鱼是人类最古老的脊椎动物远祖。小肢鱼长约8公分,栖息地位在现在的苏格兰、爱沙尼亚和中国大陆。


相关资料


盾皮鱼纲(Placodermi)是一类已经灭绝的鱼类,大约生活在志留纪到泥盆纪,共繁衍了近7000万年。原始有颌鱼类,身披骨甲,是鱼类中内容比较庞杂的一大类群。节甲目、胴甲目是盾皮鱼类的两大组成部分。最早的盾皮鱼化石,发现于晚志留世,兴盛于泥盆纪,并在泥盆纪末期全部趋于绝灭。胴甲鱼目中的沟鳞鱼是全世界广布的一个属。盾皮鱼类数量多,分布几乎遍及全球,而生存期限又相对较短,坚硬的骨甲易于保存成化石,因而具有重要的生物地层意义。


相关报道:3.85亿年前盾皮鱼纲小肢鱼掌握了性交本领


3.85亿年前盾皮鱼纲小肢鱼掌握了性交本领


3.85亿年前盾皮鱼纲小肢鱼掌握了性交本领(神秘的地球配图)


(神秘的地球报道)据参考消息网:外媒称,在大约3.85亿年前,我们的远古祖先—名为盾皮鱼的有骨甲的鱼类—掌握了性交本领。


据法新社10月19日报道,这是一群进化科学家提出的观点,其证据是盾皮鱼纲小肢鱼的化石。


小肢鱼长约8厘米,栖息地遍布今天的苏格兰、爱沙尼亚和中国。以前科学家曾发现盾皮鱼是最原始的有颌动物,也是已知最早的人类脊椎祖先。


但现在,它们在生命之书中占据了更为尊贵的一席之地。


根据《自然》周刊19日发表的一篇论文,小肢鱼是已知第一个通过交配进行体内受精的物种。


研究报告称,雄性小肢鱼有一对多骨的L形“交合突”,它们将精子输送给雌鱼,这种繁殖方式比在水里产卵更为高效。


雌鱼则长出一对小小的骨质物,用来夹住雄鱼的生殖器官以便交配。


澳大利亚弗林德斯大学古生物学教授约翰·朗说:“几个世纪以来,科学家一直不明白这些成对的鳍脚是起什么作用的。我们解开了这个大谜团,它们是用来交配的。”


如果这一最新研究结果是正确的,那么,“交合突”在几亿年后进化成了阴茎。


相关报道:“不雅观”的早已灭绝的盾皮鱼化石改写性的历史


由于一群“不雅观”的早已灭绝的盾皮鱼的出现,性的历史或许不得不改写。


由于一群“不雅观”的早已灭绝的盾皮鱼的出现,性的历史或许不得不改写。图片来源:Brian Choo


(神秘的地球报道)据中国科学报(赵熙熙):由于一群“不雅观”的早已灭绝的盾皮鱼的出现,性的历史或许不得不改写。对这些身披铠甲的生物的一项小心翼翼的研究表明,它们的子孙——也就是人类的古老祖先——竟然将盾皮鱼使用的体内受精的性行为转化为体外受精,而这一过程之前被认为在进化上几乎是不可能的。


这项研究的主要作者、澳大利亚阿德莱德市弗林德斯大学古生物学家John Long表示:“这完全出乎意料。”他说:“生物学家认为不可能存在从体内受精向体外受精的逆转,但是我们的研究表明这一切真的发生了。”


研究人员在最新出版的《自然》杂志上报告了这一研究成果。


回到盾皮鱼之前的系谱图,那时我们的祖先是丑陋的无颚鱼,这些远古鱼类是通过体外受精繁殖的,即精子和卵子被排入到水中并结合。它们的一些远亲后来变成了无颚的七鳃鳗,这种鱼潜伏在今天的海洋中并依然使用这种方式进行繁殖。


Long的团队对生活在距今3.85亿年前的盾皮鱼进行了研究,这是一种最古老的有颚动物。研究人员在化石中发现了被他们解释为多骨的“鳍足”的结构——雄性器官插入雌性体内并释放精子。


研究人员之前曾在《自然》杂志上报告说一种盾皮鱼是已知最早的采用插入式性行为的动物。而这篇最新的论文则给出了一个更早的盾皮鱼种群——反弓类(被称为Microbrachius)也使用这种方式进行繁殖,从而将这种交配方式的出现时间至少提前了1000万年。这一发现具有重要意义,因为反弓类被认为是最“基础”的有颚脊椎动物(这意味着它们最接近动物系谱图的根部),从而表明所有盾皮鱼都能够通过利用鳍足的体内受精方式进行繁殖。


但这一发现却具有更加深刻的含义。Long表示,最古老的硬骨鱼(在进化树上位于盾皮鱼之后)并没有表现出体内受精的证据。因此作者认为,在某一时刻,早期鱼类必定缺失了在盾皮鱼中发现的体内受精的方法,在此之后,它们的一些后代“再次发明”了具有类似功能的器官——从今天鲨鱼和鳐鱼的鳍足到人类的阴茎。


Long表示:“我们新的论文表明,在第一批有颚脊椎动物进化出体内受精方式后,这种方式又在进化出现代有颚鱼类最后共同祖先的地方丢失了。”


这篇论文还有可能强烈影响正在进行的关于盾皮鱼在进化历史中的地位的讨论。


直到几年前,盾皮鱼还被视为一个“单源”的种群——包括所有后代的进化“死胡同”。然而最近,包括英国伦敦帝国理工学院古脊椎动物学家Martin Brazeau在内的研究人员认为,基于其颅骨结构,盾皮鱼可能并不是一个单源种群。这意味着与其说人类与盾皮鱼共同拥有一个祖先,不如说盾皮鱼本身就是人类的祖先。


相关报道:澳大利亚科学家最新研究表明地球最早动物性交配行为出现于4.3亿年前


澳大利亚科学家最新研究表明,地球最早动物性交配行为出现于4.3亿年前。


澳大利亚科学家最新研究表明,地球最早动物性交配行为出现于4.3亿年前。


(神秘的地球报道)据腾讯科学(悠悠/编译):目前,科学家在远古鱼类化石中发现最早的动物性交行为证据,其历史可追溯至4.3亿年前,远超出科学家的最初预测。


澳大利亚弗林德斯大学约翰-朗(John Long)教授进一步精确了地球动物最早性交配时间点,他和研究小组同事对雄性胴甲盾皮鱼身体上1厘米长器官化石分析显示具有体外受精的能力。


约翰将这项最新研究报告发表在近日出版的《自然》杂志上,详细描述了这种早期生物体如何进行性交配。4.3亿年前胴甲盾皮鱼化石标本表明它们形成最早的雄性和雌性生殖器官,能够在淡水环境中交配。


2013年,约翰通过对爱沙尼亚、英国、瑞典和中国收藏的胴甲盾皮鱼化石进行分析,首次发现雄鱼身体上有一段1厘米长的L型器官化石,约翰说:“当我们看到这种器官结构时,便猜测这种动物会采取‘传教士’姿式进行交配。”


约翰和同事打印了胴甲盾皮鱼的3D模型,发现它们的交配行为较特殊,仅能以体侧方式完成,类似于四对男女跳的方形舞,期间雄性将突起生殖器官插入雌性身体。


收集的爱沙尼亚化石样本显示这是迄今发现最原始的性交配器官,可实现体内受精。雄性身体L型器官插入雌性生殖孔中,该行为可确保成功繁殖。这项研究并不是仅仅发现L型生殖器官,分析地球最早期生物性行为方式的进化历程是十分有趣的事情。



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