我们的祖先从水里来——硬骨鱼类起源与早期演化

硬骨鱼类(osteichthyans)是脊椎动物演化的主干,硬骨鱼下分的两大支系,即肉鳍鱼类(lobe-finned fishes)和辐鳍鱼类(ray-finned fishes)分别成为今日地球陆地和水域的征服者,前者最终演化出包括人类在内的四足动物。志留纪-泥盆纪是硬骨鱼类乃至整个有颌脊椎动物演化的关键阶段,硬骨鱼纲的起源、辐鳍鱼类与肉鳍鱼类的分异、肉鳍鱼类的早期演化和四足动物的起源等关键演化事件都出现在这一时期。直到20世纪末,化石资料的匮乏长期以来一直限制着学界对这些 硬骨鱼类起源与早期演化关键事件的了解。近年来,来自中国的梦幻鬼鱼、初始全颌鱼、晨晓弥曼鱼、于氏箐门齿鱼和奇异东生鱼等一系列关键化石的发现与研究极大地改变了上述情况,将硬骨鱼类起源与早期演化推到早期脊椎动物研究的聚光灯下,为脊椎动物“从鱼到人”的演化历史补上了大量缺失的篇章。     

最早的足迹

科学家最近宣布,他们新近发现的一种身长2．4米的史前动物的足迹表明,首批从海洋中冒出、在地球上行走的脊椎动物的出现,比此前估计的时间早了差不多2000万年。不久前,在波兰东南部一处原来的潮滩（或称泻湖）的岩石表面,科学家发现了数十个年代在3．95亿年前、由四足动物留下的化石足迹。四足动物就是有脊骨和四肢的动物,爬行动物、鸟类、哺乳动物和人都是四足动物。     

脊椎动物附肢发育及进化机制的研究进展

动物形态的多样性造就了丰富多彩的动物世界.脊椎动物附肢形态的发生一直以来是研究物种形态进化发育的典型例子.脊椎动物的附肢在漫长的进化历程中发生了多次重大的改变,这大大提高了脊椎动物的适应性.另外,在由水生鳍向陆生足演化以及四足动物形态各异的四肢发育过程中,涉及很多与发育相关的基因和调控通路.本文结合发育生物学和遗传学的证据,综述了近年来对脊椎动物四肢发育及进化机制的相关研究,强调了基因的时空差异表达及调控是造成生物形态适应性进化的主要驱动力.     

蛇之腿,何去?何用?

研究人员曾认为,蛇是由低等穴居的蜥蜴进化来的。新证据表明,蛇具有海洋动物血统。所有生活在陆地的脊椎动物——从人类到鳄鱼再到鸟——都统称为四足动物,意思是有"四只脚",即使前肢已变成了人类的胳膊和鸟类的翅膀,四足动物名称仍然适用。然而对于蛇,这种变化却是根本的:蛇失去了所有四肢。蛇是如何变成目前这个样子的?蛇的特征模糊了其祖先。蛇     

什么是“两栖”动物

两栖动物是一种具有四肢的脊椎动物,它们皮肤的腺体发育,而缺少其他四足动物特征性的鳞片、羽毛和毛发等表皮结构。其实,两栖动物的名称就说明了这类动物的特点,它们的英文名称“amphib-ian”,如果直译的话,就是“有两种生活的动物”。大多数两栖动物的幼体生活在水中,像鱼一样     

鱼是怎样长出脚的

鱼是怎样长出脚爬到陆地上来的?美国科学家在距今3.66亿年的岩石中发现了属于世界上最早的四足动物的肱骨化石。 专家认为,这一肱骨化石有助于解释长有原始肺的古代鱼类是怎样从鳍上长出早期肢骨,从而向陆地生活迈出尝试性一步的。最早的     

鳍与四肢如何发育和演化?

鱼鳍如何产生,又怎样向陆生四足动物的四肢演化?回答这一科学问题实质上是要理解决定生命这些性状的基因如何受制于自然选择和性选择,以及由此涉及与发育相关的创新动力和演化机制.近10年的研究表明,鳍最早可能是以单鳍褶的形式出现在早期的无颌鱼类中,尔后在向有颌鱼类和四足动物的演化过程中发生了显著变化,且在这一演化过程中,鱼鳍发育必需基因的序列变异、表达模式变化、基因间相互作用甚至部分基因丢失可能起了关键作用.本文综述了鳍的起源、演化历程和发育模式,阐述了鳍向四肢演化、鱼鳍两性异形产生和四肢形态演化的分子机制.     

我们的祖先究竟是谁

根据进化论学说，人的身体结构基本类似于猩猩和古代猿类，因而早就有过答案：我们人类是从类人猿进化而来的。然而，最新的一些研究却对此提出质疑，我们的祖先可能是鱼，是怪物，是果蝇，是老鼠……你会相信吗?是4亿年前的鱼这是中国科学家的发现，他们是中科院古脊椎动物与古人类研究所的朱敏研究员和该所的客座研究员于小波教授。他们在云南曲靖古生代地层中新发现了一种生活在4亿年前的原始肉鳍鱼，命名为张氏蝶柱鱼，被认为是最接近四足动物与肺鱼类共同的祖先。早先的化石记录表明，包括人类在内的陆生脊椎动物是在3.6亿年前从硬骨鱼…     

生物学中的结构主义

植物叶序为什么只有三种(互生、对生、轮生)基本型式?是什么性质使所有四足脊椎动物肢体具有基本类似的结构?那种复杂完美的结构如眼睛是怎样发生的?这些都是生物学上长期未能解决的问题。对于这些问题,存在两种绝然不同的解释方式。一种解释的基本观点是,一旦生物体出现某种作用过程,如叶序型式的产生,除了某些与条件有关的简单修饰和调整外,就无需改变。一旦四足动物祖先偶然出现肢体这种基本结构,最好办法就     

发现最小青蛙

科学家最近在巴布亚新几内亚发现了世界上最小的两种蛙，它们的体长分别是8．5～9毫米和8．8～9。3毫米。它们也是已知最小的四足脊椎动物。迄今已知最小的脊椎动物是东南亚的原生壤鲤，其体长为7．9毫米。这两种蛙之所以进化出如此小的个头，     

科学家找到远古鱼类上岸行走的证据从水中到陆地

生物学家们普遍认为，现今所有的陆生脊椎动物，包括人类，都是从鱼类的一个小分支——肉鳍鱼类中沿袭进化而来的。鱼类的这个分支在大约3。65亿年以前从水中爬上了陆地，继续进化，形成了今天种类繁多的陆生脊椎动物。然而，这种结论往往是建立在解剖学的基础上，缺乏一些直接的化石证据的支持。最近，美国古生物学家发现了一批生活在距今3．75亿年前的有足鱼类的化石，这些化石将解开鱼类上岸行走变成有足类动物的种种谜团。     

有颌脊椎动物的黎明——志留纪早期鱼类化石揭示有颌脊椎动物的崛起

<正>只有厘清“从鱼到人”的脊椎动物生命演化,才能解答人类的生物学属性从何而来.脊椎动物早期演化的一个重大飞跃是颌与有颌脊椎动物的出现.包括人类在内,地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨(包括上颌与下颌),统称为有颌脊椎动物或有颌类.人类的身体构型和很多重要器官的起源都可追溯到有颌类演化之初.颌的出现与有颌的类崛起具体发生在何地、是如何及为何而发生?已经灭绝的一些有颌类位于脊椎动物之树的什么位置?这些问题需要化石证据及古生物学研究来回答.     

肺鱼干扰素调节因子 1 基因(irf-1)的克隆及其在肉鳍类中的分子进化

肉鳍类是脊椎动物的重要类群, 分为总鳍鱼类和四足类. 其中总鳍鱼类现生的物种包括腔棘鱼和肺鱼. 四足动物则包括两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类. 为了比较肉鳍类irf-1 基因的结构特点和系统发育意义, 本研究克隆了肺鱼irf-1 基因cDNA 全序列, 并与肉鳍类中其他物种的irf-1 基因进行了比对分析. IRF 是与自然免疫相关的蛋白质, 目前已发现了11 个家族成员, 其中irf-1 和irf-2 是最先被发现的2 个成员, 在天然免疫中起着重要的作用. 但有关IRF-1 的报道主要集中在哺乳动物, 其他类群中鲜有报道. 与已报道的irf-1 基因一样, 肺鱼的irf-1 基因可读框的前345 核苷酸非常保守, 在其C 端也含有1 个反式激活区(transactivationdomain)和1 个IRF 结合域2 (IAD2)的模体. 虽然肺鱼与四足动物最近的共同祖先距今有417个百万年之久, 但跨肉鳍类的序列分析显示, IRF-1 氨基酸及其基因序列在肉鳍类中都具有较强的保守性和显著的系统发育意义. 用IRF-1 氨基酸序列所构建的肉鳍类系统发育与已有报道的结果也是一致的.     

恐龙与恐龙蛋

恐龙是卵生的陆地爬行动物,是爬行动物中形态习性较为独特的一类,也是脊椎动物中演化较为成功的类型恐龙蛋的出现,标志着恐龙从此不再像早期两栖爬行动物那样对水有着强烈的依赖性,从而确立了恐龙作为继鸟类之后的又一类卵生脊椎动物的地位.     

p53蛋白两种作用之间的关系

据英国Nature，2006，443：159报道．p53蛋白是脊椎动物DNA损伤响应和肿瘤抑制的一个重要调控因子．原先的研究认为这两种作用是有因果关系的．但最新研究数据却表明了与之相反的结果。     

发现最古老的“妈妈”

最近，古生物学家在澳大利亚内陆发掘出迄今为止已知最古老的“妈妈”化石：一条生活在大约3．75亿年前～3．80亿年前的雌性盾皮鱼的化石。化石显示这条鱼死前刚生下一条幼鱼，而且“鱼妈妈”跟幼鱼之间还有一根脐带相连。科学家说，这具保存完整的化石将脊椎动物直接生子的最早时间推早了大约2亿年，     

用ENU诱变产生斑马鱼胚胎发育突变体

斑马鱼作为一种脊椎动物发育模型，正越来越受到重视。用ENU诱变的方法，建立了320个斑马鱼F2家系。通过对F3代胚胎的表型观察，鉴定在外包、体轴、体节、头部、心血管系统等表现异常的突变体。目前已获得35个突变品系，其中以体轴和体节异常的突变体为主。这些突变体斑马鱼品系的建立为克隆突变的基因、研究胚胎早期发育机制打下了良好的基础。     

鸟类飞行进化的佐证

鸟类的飞翔是脊椎动物进化过程中最重要的成就之一,然而,早期演化的证据却不多,1861年科学家在德国巴伐利亚省索伦霍芬地区中生化侏罗纪地层中,发现了距今一亿四千五百万年前的一种大小、形状如鸦,身覆羽毛的脊椎动物化石,这就是著名的始     

科学家找到远古鱼类上岸行走的证据

生物学家们普遍认为,现今所有的陆生脊椎动物,包括人类, 都是从鱼类的一个小分支——肉鳍鱼类中沿袭进化而来的。鱼类的这个分支于大约在3．65亿年以前从水中爬上了陆地,继续进化, 形成了今天种类繁多的陆生脊椎动物。然而,这种结论往往是建立在解剖学的基础上的,缺乏一些直接的化石证据的支持。最近,美国古生物学家发现了一批生活在距今3．75亿年前的有足鱼类的化石,这些化石将解开鱼类上岸行走变成有足类动物的种种谜团。     

脊椎动物实证起源

早寒武世海口鱼和海口虫的发现涉及到脊椎动物起源这一重大论题, 近年来引起了热烈的讨论. 大量海口鱼新材料不仅证实了原先认识到的背鳍、腹鳍、“之”字形肌节等重要性状, 而且还揭示出原始脊椎和头部感官两类关键性特征; 这种仍保留无头类原始生殖器官特征的脊椎动物很可能就是有头类始祖. 在无颚纲中建立了1个新目昆明鱼目和新科昆明鱼科, 描述了一个新属种长吻钟健鱼. 新发现的1400余枚海口虫标本提供的多方位解剖学信息显示, 其皮肤、肌肉、呼吸、循环等器官系统与脊索动物明显不同, 相反, 其躯体构型与古虫类相近, 而兼有背、腹神经索的“过渡型”神经系统, 与半索动物相一致. 基于一系列最早期后口动物新发现, 本文提出的脊椎动物起源分“五步走”的假说, 在原口动物与脊椎动物之间架起了一座演化桥梁, 其中后四步与现代动物谱系分析的“四步走”假说相一致, 更增添了关键性的第一步; 于是, 华南便应该是世界上脊椎动物已知最早的发祥地.