脊椎动物进化史面临挑战：盾皮鱼根本不是我们的祖先？ | Systematic Biology 论文推荐
也许是时候重新寻找我们的祖先了。
来源：science alert
翻译：访冬
审校：寒雨
盾皮鱼（ placoderms）是一类形态多样、身披甲胄的早期鱼类，一般认为是包括人类在内的几乎所有现存脊椎动物的祖先。
最早的脊椎动物没有下颌，盾皮鱼是最先进化出下颌的鱼类之一。这一进化上的突破让它们成功地适应环境，迅速占据了水生环境。
盾皮鱼统治水域长达7千万年，却在3亿6千万年前突然灭绝，给后起之秀硬骨鱼(osteichthyans) 和软骨鱼 (chondrichthyans)让出了发展空间。
难道我们都是身披盔甲的鱼？
很多研究坚持认为，包括我们人类在内的所有有颌脊椎动物都是从盾皮鱼进化来的。如果真是这样，那么我们形态上的关键特征（例如独特的下颌、头骨和头脸比例等），都应该能够在盾皮鱼祖先身上找到痕迹。
但新的进化树显示，经历了繁荣和灭绝的盾皮鱼其实是进化中的一个盲端，形成了一个独立的分支。如果这一假说成立，则将需要对脊椎动物进化史中的诸多问题彻底反思。
Benedict King/Brian Choo/Flinders University
进化树（描绘物种间谱系关系的一种图示）可以揭示物种进化过程中的很多问题，颇受科学家青睐。例如，利用进化树，我们可以得知人类如何从类人猿进化而来，而HIV又是如何扩散至全球的。
进化树通常根据物种的遗传信息绘制，而 DNA 只能从近期的化石中提取到。显然，给已经灭绝的动物们绘制进化树困难重重，古生物学家通常依靠化石中保存的骨骼特征推测物种间的亲缘关系。基本上，拥由大量高度相似特征的物种,亲缘关系可能较近。
然而经过了亿万年的风雨，物种的化石记录通常残缺不全，这给绘制进化树的工作带来巨大挑战。研究盾皮鱼、无颌鱼类和其他早期脊椎动物的亲缘关系则更加艰辛，它们之间形态差异实在太大，解剖比较十分困难。
想象一下，你要怎样对牡蛎、甲虫和蓝鲸的相同结构进行鉴定和比较？这就是我们在比较早期脊椎动物化石的时候遇到的问题
推测谱系关系的新方法
新方法的引入可以弥补上述不足。这一推测谱系关系的新模型综合了解剖特征和其他信息，例如化石的地质年代和物种进化的程度。
古老原始的化石一般处于进化树底部的分枝，而年轻的高度进化的化石更可能处于接近树冠的分枝上。
鉴于比较无颌类和有颌类脊椎动物特征的困难，这一模型可能比仅考虑解剖特征更好。
新的研究方法得出了与其他研究完全不同的结果。盾皮鱼并不是其他有颌类脊椎动物的祖先，反而是一个没有现存后代的单独侧枝。
John Long/Flinders University
新的进化树对脊椎动物进化中的几个重要事件进行了重新思考。例如，盾皮鱼的生殖系统具有骨质外生殖器，可完成体内受精，而其他早期有颌类脊椎动物似乎都是体外受精。
如果盾皮鱼是其他有颌类脊椎动物的祖先，那么盾皮鱼的繁殖方式（体内受精）应当是首先出现的，随后才被体外受精取代。根据大部分生物学家的理解，事实情况应该与之相反，体外受精出现在体内受精之前。
但如果盾皮鱼是特化的侧枝，那么情况就比较合理了。体外受精是较为原始的方式，体内受精是盾皮鱼这一进化盲枝的特化特征。
新的进化树还暗示，现代脊椎动物脸部的进化似乎比原设想更加复杂。另外，盾皮鱼的颌骨也没有想象中那么原始。实际上，我们自己的下颌骨，在某些方面可能比盾皮鱼特化的颌骨更加原始。
那么，我们的鱼类祖先到底长啥样呢？
如果盾皮鱼不再是我们的祖先，那谁才是呢？我们的研究显示，可能所有已知的有颌类脊椎动物类群都不是。
并且，真正的有颌类脊椎动物祖先很可能具有硬骨鱼、软骨鱼和盾皮鱼的综合特征，就像人类和黑猩猩的共同祖先既不是人也不是黑猩猩，而是兼有两者特征的独特物种。
新模型还揭示出，在有颌类脊椎动物首次出现化石记录之前（大约4亿2千4百万年前），它们很可能已经经历了迅速的进化。
为了解决有颌类脊椎动物的起源，找到这一时期的化石是关键。
中国发现的新化石记录已经为研究带来了惊人的进展。这些化石属于已知最古老的有颌类脊椎动物，具有盾皮鱼和硬骨鱼的综合特征，这可能已经是我们推断有颌类脊椎动物祖先形态最好的线索了。
目前，由于所使用的方法尚未成熟，还没得到古生物学家的普遍接受，因此对该文章的评论可能有所分歧，这些争论在未来也还会继续。
但广泛认同的是，这项针对盾皮鱼等早期脊椎动物化石开展的研究，对于揭示当前地球上丰富多彩的鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类进化历程是至关重要的。
【文章来源】http://www.sciencealert.com/our-ideas-about-vertebrate-evolution-challenged-by-a-new-tree-of-life
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