<p>人類共有一個非常古老、結(jié)實、可能黏糊糊的祖先，有機體和進化生物學教授斯蒂芬妮&middot;e&middot;皮爾斯(Stephanie E. Pierce)將其描述為&ldquo;矮胖的鱷魚蠑螈&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>超過3.3億年前，當類魚生物開始長出腿并在沼澤上邁出第一步時，它們開始了一條新的達爾文主義道路，朝著人類的大方向發(fā)展。但即使跨越年代鴻溝，這些被稱為四足動物的早期動物的化石，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得相對較快，而其他動物，比如今天的兩棲動物，卻以緩慢而穩(wěn)定的速度緩慢前進。以蠑螈為例，它們像魚一樣的蝌蚪生活多年，然后經(jīng)歷蛻變成為幼崽，在那里它們會再停留2-3年。</p> <p>&nbsp;</p> <p>皮爾斯實驗室前博士后、現(xiàn)任洛約拉大學(Loyola University)脊椎動物古生物學和古病理學助理教授梅根&middot;惠特尼(Megan Whitney)說:&ldquo;我們的策略，不僅是人類，也是哺乳動物，都是快速生長，然后達到成年體型，然后放緩。&rdquo;&ldquo;這種策略被認為是專門的。&rdquo;現(xiàn)在，根據(jù)一項新的研究，人類可能沒有以前想象的那么特別，由此產(chǎn)生的見解可能有助于解釋一些動物是如何以及為什么在陸地上發(fā)展出獨特的進化優(yōu)勢的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項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》上。正如皮爾斯所說，博物館擁有一個&ldquo;巨大的寶藏&rdquo;，是一種被稱為Whatcheeria的特定四足動物的化石。該物種以前被認為是生長緩慢而穩(wěn)定的物種之一。但是，通過研究這些古代生物的骨骼，研究小組發(fā)現(xiàn)，至少有一些鱷魚蠑螈的生長速度比預期的要快得多，這可能有助于它們履行頂級掠食者的角色，甚至可以用它們粗壯的腿來完成傳說中的爬出海洋到陸地的任務。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;四足動物的水/陸地轉(zhuǎn)換是進化的標志之一，&rdquo;Angielczyk說。但是魚不只是長出腿，在岸上爬行;這種轉(zhuǎn)變遠非順利。其中一些早期生物可能進化出了更強壯的腿，讓它們既能在沼澤中犁地，也能游泳。安吉奇克說:&ldquo;當時出現(xiàn)了大量的實驗，有些實驗成功了，有些失敗了。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>皮爾斯說，從Whatcheeria的骨骼來看，這種進化實驗看起來像一幅馬賽克，骨骼的一些部分似乎更適合陸地，而其他部分則適合水。這種大雜燴可能會使研究這些動物變得具有挑戰(zhàn)性，但也非常有價值，這些動物棲息在我們譜系中最重要的進化時刻之一。與研究現(xiàn)代動物的生物學家不同，皮爾斯和她的團隊無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新的陸地環(huán)境，他們在骨骼中尋找線索。其中一條線索&mdash;&mdash;生長速度&mdash;&mdash;在很大程度上說明了一種動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序組織表明，這種動物在生命早期生長得很快。圖源:B. Otoo，顱骨重建</p> <p>&nbsp;</p> <p>今天，哺乳動物，包括人類、鳥類和爬行動物，都從年輕時開始相對快速地生長，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。這是一個超級特殊的特征，經(jīng)過數(shù)百萬年的進化修補，這就是為什么Whatcheeria是最早的四足動物之一，與魚長出腿的時刻如此接近，被認為比這個特征要古老得多。</p> <p><br />惠特尼說:&ldquo;我們認為這些動物應該長得緩慢而遲緩。&rdquo;&ldquo;我們認為這是動物的祖先狀態(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>惠特尼是團隊的組織學專家;她檢查骨頭標本尋找證據(jù)(或者，用皮爾斯的話說，她&ldquo;像讀故事書一樣&rdquo;讀它們)。研究小組共同研究了四個不同的發(fā)育階段:幼年、亞成年、成年和骨骼成熟的成年。這時他們注意到一些奇怪的現(xiàn)象:幼魚有纖維層狀骨，這是一種快速沉積的類型，存在于生長速度加快的動物身上。此外，這些骨頭沒有紋路，這通常表明它們生長緩慢。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;這通常迫使動物暫停生長。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這是個怪人，&rdquo;惠特尼說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對Whatcheeria來說，怪異可能是有益的。因為它可能是其生態(tài)系統(tǒng)中最大的捕食者，快速生長可能有助于它挫敗競爭對手，使它有更好的機會生存到性成熟和繁殖。皮爾斯推測，這種較高的生長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。</p> <p>&nbsp;</p> <p>任何為人父母的人都知道，為了快速生長，動物必須吃很多東西。沒有穩(wěn)定的卡路里來源，動物就會掙扎。并不是所有的早期四足動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:&ldquo;在泥盆紀和石炭紀早期，生活著多種多樣的動物，每種動物都有自己的生長和生活策略。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>考慮到當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，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;皮爾斯問道。&ldquo;或者這是更多動物使用的一種策略?&rdquo;因為3.3億年前的化石很難找到，所以這個問題很難回答，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同步加速器和微計算機斷層掃描收集證據(jù)，保存標本。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;對于已經(jīng)死亡很長一段時間的動物來說，這是一個極有價值的數(shù)據(jù)來源，&rdquo;惠特尼說。&ldquo;讓他們起死回生的方法。&rdquo;通過這樣做，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，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>