谁说鱼不能走路?

4亿年前的肺鱼“脚印”震惊学界
  • 来源:科普时报
  • 作者:冯伟民
  • 2025-09-05 10:24


从游弋在浩瀚无垠的大海,到蹒跚学步奔向广阔的陆地,你是否好奇,人类的远古祖先——那些水里的鱼,是何时迈出第一步,勇敢登上陆地的?

最近,波兰科学家在国际杂志《科学报告》刊发了一项新发现:他们在波兰圣十字山脉找到的4亿年前“足迹”化石,或将脊椎动物首次登陆的时间,一下子提前了至少1000万年!

“神秘印记”可能来自远古肺鱼

2021年,波兰地质研究所团队在华沙以南约190公里的圣十字山脉考察时,有了意外收获。在一块砂岩表面,他们发现超过240个保存完好的痕迹——既有凹坑、沟槽,还有类似“脚印”的印记。4.1亿到3.9亿年前,这片山脉并非如今模样。当时这里是海陆交界地带,可能是松软的海滩或近岸浅水区,且适合水生生物活动。

为研究古代爬行鱼类留下的痕迹,科学家用手持式3D扫描仪,给痕迹做高精度建模,在痕迹里能够看到鱼尾巴蹭过的印记、嘴巴压出的小坑,还有鱼鳍和身体划过的沟槽。通过对比西非现生肺鱼的行为轨迹,他们惊讶地发现:几亿年前的古老痕迹,与现代肺鱼登陆滩涂的轨迹高度相似!

“上岸技巧”为生存迈出勇敢一步

肺鱼能留下“爬行”痕迹,与它身体的特殊构造分不开。肺鱼不仅能用鳃呼吸,还有类似“肺”的器官,能在空气中呼吸;而且它们的鳍长在与后来陆地脊椎动物四肢相近的位置,具备“支撑身体”的潜力。

科学家根据远古肺鱼的活动痕迹还原了当时的场景:它们会把嘴巴压进湿润的沙子当“支点”,再扭动身体、配合鱼鳍发力,一点点往前“爬”,并通过尾巴的摆动调整行进方向。这种“爬行”并不轻松,需要在没有水的浮力支撑下完成,要么在露出水面的沙滩,要么在极浅的水里。

肺鱼为何费力“上岸”?科学家推测,可能是退潮时,原有水域变小、食物变少或是有天敌威胁。它们需要找到新的觅食区、躲避危险,所以才冒险“爬”到其他地方。慢慢地,这种“应急技能”变成了更成熟的陆地运动能力。

远古肺鱼爬行痕迹的发现震动了古生物学界。先前研究者普遍认为,只有和四足动物(比如青蛙、蜥蜴以及人类)有直接亲缘关系的鱼,才会尝试登陆。这次新发现的“足迹”化石证明:虽然肺鱼并不处在“鱼→四足动物”演化的主线上,但它们在演化早期,就有分支开始探索陆地环境。

中国科学家勾勒“从鱼到四足动物”蓝图

说到“鱼类演变成四足动物、登上陆地”的研究,中国科学家贡献很大。肉鳍鱼是硬骨鱼的重要分支,与包括人类在内的陆生脊椎动物(四足动物)起源紧密相关,一直是古生物学研究的核心热点。中国西南地区等地藏着丰富的古鱼类化石资源,为研究提供了“天然宝库”。

在云南曲靖市的早泥盆世(距今约4.1亿-3.9亿年)地层里,科学家发现了杨氏鱼、肯氏鱼等化石。其中,肯氏鱼的鼻孔特征很关键,它为“内鼻孔起源”提供确凿过渡证据。须知,内鼻孔是鱼类适应空气呼吸、为登陆做准备的重要结构,这一发现填补了演化链条的关键空白。

2002年,科学家在曲靖还发现了早泥盆世的张氏蝶柱鱼化石。通过系统研究,表明张氏蝶柱鱼处于肺鱼与四足动物共同祖先的“姐妹群”位置,是目前已知在这个演化节点上最原始的肉鳍鱼。这说明,四足动物的祖先类型,不只存于在北美、格陵兰地区,在华夏古陆也曾经活跃和繁盛。

在宁夏中卫市的泥盆纪晚期地层(距今约3.7亿年),科学家又发现了四足动物潘氏中国螈的化石,这表明在泥盆纪末大灭绝之前,四足动物就已经遍布全球大多数地方了。

这些成果,从根本上重塑了从肉鳍鱼到早期四足动物的演化序列,也证明华夏大地是生命从海洋走向陆地这一“革命性转变”的重要舞台。

鱼类实体化石和足迹化石这些沉默了4亿年的岩层印记,正引领我们走向一个更加壮阔的演化图景:生命走出海洋的每一步,都比我们想象得更早、也更富创造性。

(作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员)

编辑:吴桐
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