<p>人類共有一個(gè)非常古老、結(jié)實(shí)、可能黏糊糊的祖先，有機(jī)體和進(jìn)化生物學(xué)教授斯蒂芬妮&middot;e&middot;皮爾斯(Stephanie E. Pierce)將其描述為&ldquo;矮胖的鱷魚(yú)蠑螈&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>超過(guò)3.3億年前，當(dāng)類魚(yú)生物開(kāi)始長(zhǎng)出腿并在沼澤上邁出第一步時(shí)，它們開(kāi)始了一條新的達(dá)爾文主義道路，朝著人類的大方向發(fā)展。但即使跨越年代鴻溝，這些被稱為四足動(dòng)物的早期動(dòng)物的化石，也可以讓我們了解我們自己的身體，特別是為什么我們生長(zhǎng)得相對(duì)較快，而其他動(dòng)物，比如今天的兩棲動(dòng)物，卻以緩慢而穩(wěn)定的速度緩慢前進(jìn)。以蠑螈為例，它們像魚(yú)一樣的蝌蚪生活多年，然后經(jīng)歷蛻變成為幼崽，在那里它們會(huì)再停留2-3年。</p> <p>&nbsp;</p> <p>皮爾斯實(shí)驗(yàn)室前博士后、現(xiàn)任洛約拉大學(xué)(Loyola University)脊椎動(dòng)物古生物學(xué)和古病理學(xué)助理教授梅根&middot;惠特尼(Megan Whitney)說(shuō):&ldquo;我們的策略，不僅是人類，也是哺乳動(dòng)物，都是快速生長(zhǎng)，然后達(dá)到成年體型，然后放緩。&rdquo;&ldquo;這種策略被認(rèn)為是專門的。&rdquo;現(xiàn)在，根據(jù)一項(xiàng)新的研究，人類可能沒(méi)有以前想象的那么特別，由此產(chǎn)生的見(jiàn)解可能有助于解釋一些動(dòng)物是如何以及為什么在陸地上發(fā)展出獨(dú)特的進(jìn)化優(yōu)勢(shì)的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究由皮爾斯和惠特尼在芝加哥菲爾德自然歷史博物館的本杰明&middot;奧圖和肯尼斯&middot;安吉爾奇克的幫助下發(fā)表在《通訊生物學(xué)》上。正如皮爾斯所說(shuō)，博物館擁有一個(gè)&ldquo;巨大的寶藏&rdquo;，是一種被稱為Whatcheeria的特定四足動(dòng)物的化石。該物種以前被認(rèn)為是生長(zhǎng)緩慢而穩(wěn)定的物種之一。但是，通過(guò)研究這些古代生物的骨骼，研究小組發(fā)現(xiàn)，至少有一些鱷魚(yú)蠑螈的生長(zhǎng)速度比預(yù)期的要快得多，這可能有助于它們履行頂級(jí)掠食者的角色，甚至可以用它們粗壯的腿來(lái)完成傳說(shuō)中的爬出海洋到陸地的任務(wù)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;四足動(dòng)物的水/陸地轉(zhuǎn)換是進(jìn)化的標(biāo)志之一，&rdquo;Angielczyk說(shuō)。但是魚(yú)不只是長(zhǎng)出腿，在岸上爬行;這種轉(zhuǎn)變遠(yuǎn)非順利。其中一些早期生物可能進(jìn)化出了更強(qiáng)壯的腿，讓它們既能在沼澤中犁地，也能游泳。安吉奇克說(shuō):&ldquo;當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了大量的實(shí)驗(yàn)，有些實(shí)驗(yàn)成功了，有些失敗了。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>皮爾斯說(shuō)，從Whatcheeria的骨骼來(lái)看，這種進(jìn)化實(shí)驗(yàn)看起來(lái)像一幅馬賽克，骨骼的一些部分似乎更適合陸地，而其他部分則適合水。這種大雜燴可能會(huì)使研究這些動(dòng)物變得具有挑戰(zhàn)性，但也非常有價(jià)值，這些動(dòng)物棲息在我們譜系中最重要的進(jìn)化時(shí)刻之一。與研究現(xiàn)代動(dòng)物的生物學(xué)家不同，皮爾斯和她的團(tuán)隊(duì)無(wú)法在自然棲息地觀察Whatcheeria。為了了解這些生物如何生活和適應(yīng)新的陸地環(huán)境，他們?cè)诠趋乐袑ふ揖€索。其中一條線索&mdash;&mdash;生長(zhǎng)速度&mdash;&mdash;在很大程度上說(shuō)明了一種動(dòng)物是如何生活和生存的。</p> <p>&nbsp;</p> <p><img src="https://news.harvard.edu/wp-content/uploads/2022/12/Press-Fig-122-1350x629.jpg" alt="A skeletal reconstruction of" width="808" height="377" />&nbsp;</p> <p>三角獸的骨骼重建圖。Whatcheeria大腿骨的薄片顯示了一種與高生長(zhǎng)速率有關(guān)的骨頭。在偏振光的照射下，這種幼年股尾草的無(wú)序組織表明，這種動(dòng)物在生命早期生長(zhǎng)得很快。圖源:B. Otoo，顱骨重建</p> <p>&nbsp;</p> <p>今天，哺乳動(dòng)物，包括人類、鳥(niǎo)類和爬行動(dòng)物，都從年輕時(shí)開(kāi)始相對(duì)快速地生長(zhǎng)，向成年期傾斜，就好像它們的生命依賴于它一樣&mdash;&mdash;在野外，它們經(jīng)常這樣做。這是一個(gè)超級(jí)特殊的特征，經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化修補(bǔ)，這就是為什么Whatcheeria是最早的四足動(dòng)物之一，與魚(yú)長(zhǎng)出腿的時(shí)刻如此接近，被認(rèn)為比這個(gè)特征要古老得多。</p> <p><br />惠特尼說(shuō):&ldquo;我們認(rèn)為這些動(dòng)物應(yīng)該長(zhǎng)得緩慢而遲緩。&rdquo;&ldquo;我們認(rèn)為這是動(dòng)物的祖先狀態(tài)。所以，在我們的家譜中找到它是完全令人驚訝的。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>惠特尼是團(tuán)隊(duì)的組織學(xué)專家;她檢查骨頭標(biāo)本尋找證據(jù)(或者，用皮爾斯的話說(shuō)，她&ldquo;像讀故事書(shū)一樣&rdquo;讀它們)。研究小組共同研究了四個(gè)不同的發(fā)育階段:幼年、亞成年、成年和骨骼成熟的成年。這時(shí)他們注意到一些奇怪的現(xiàn)象:幼魚(yú)有纖維層狀骨，這是一種快速沉積的類型，存在于生長(zhǎng)速度加快的動(dòng)物身上。此外，這些骨頭沒(méi)有紋路，這通常表明它們生長(zhǎng)緩慢。因此，年輕的Whatcheeria似乎經(jīng)歷了季節(jié)變化&mdash;&mdash;從黑暗和寒冷到明亮和炎熱&mdash;&mdash;這通常迫使動(dòng)物暫停生長(zhǎng)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這是個(gè)怪人，&rdquo;惠特尼說(shuō)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對(duì)Whatcheeria來(lái)說(shuō)，怪異可能是有益的。因?yàn)樗赡苁瞧渖鷳B(tài)系統(tǒng)中最大的捕食者，快速生長(zhǎng)可能有助于它挫敗競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，使它有更好的機(jī)會(huì)生存到性成熟和繁殖。皮爾斯推測(cè)，這種較高的生長(zhǎng)速度可能有助于物種在環(huán)境變化甚至大規(guī)模滅絕事件中幸存下來(lái)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>任何為人父母的人都知道，為了快速生長(zhǎng)，動(dòng)物必須吃很多東西。沒(méi)有穩(wěn)定的卡路里來(lái)源，動(dòng)物就會(huì)掙扎。并不是所有的早期四足動(dòng)物或它們的古代表親都發(fā)現(xiàn)自己走的是快速路線。皮爾斯說(shuō):&ldquo;在泥盆紀(jì)和石炭紀(jì)早期，生活著多種多樣的動(dòng)物，每種動(dòng)物都有自己的生長(zhǎng)和生活策略。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>考慮到當(dāng)今地球上生命的巨大多樣性，這并不令人驚訝。但皮爾斯仍然很好奇，想了解更多關(guān)于這種早期多樣性的知識(shí)，以及為什么快速發(fā)展的Whatcheeria選擇了人跡罕至的道路。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;Whatcheeria是例外嗎?&rdquo;皮爾斯問(wèn)道。&ldquo;或者這是更多動(dòng)物使用的一種策略?&rdquo;因?yàn)?.3億年前的化石很難找到，所以這個(gè)問(wèn)題很難回答，如果不是不可能的話。就連菲爾德博物館的Whatcheeria cornucopia都是有限的。皮爾斯和惠特尼可以通過(guò)同步加速器和微計(jì)算機(jī)斷層掃描收集證據(jù)，保存標(biāo)本。但有些骨頭隱藏著它們的秘密，除非切片并在顯微鏡下檢查。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;對(duì)于已經(jīng)死亡很長(zhǎng)一段時(shí)間的動(dòng)物來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)極有價(jià)值的數(shù)據(jù)來(lái)源，&rdquo;惠特尼說(shuō)。&ldquo;讓他們起死回生的方法。&rdquo;通過(guò)這樣做，更好地了解我們自己。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>