这就是七鳃鳗,无颌类一种极度特化的孑遗。它的样子很像一般的鳗鱼,身体细长,表皮裸露无鳞,背上有一条长长的背鳍,向后一直延伸到尾端并环绕尾部形成尾鳍,除此之外,它的身上再也没有其他的鳍存在。七鳃鳗没有骨质的骨骼或骨甲,这显然是由于为适应寄生生活而使骨骼退化的结果。它的鼻孔也很有意思,只长着-个,位于头顶两眼之间。而眼睛后面跟着7个鳃孔,每鳃孔通人-个鳃囊,鳃囊通过外鳃孔与外界相通,这就是它得名“七鳃鳗”的原因。从化石记录上看,3亿多年来,七鳃鳗的化石极为零星和残破,而且即便存在的化石也难以解释。l968年,美国科学家在伊利诺伊州的距今3亿年的石炭系海相地层中发现了梅奥鳗(Mayomyzonpieckoensis),这是历史上第一块七鳃鳗化石,发表在同年的斛学》杂志上。1983年,法美两国科学家发现了哈迪斯特鳗(Hardistiellamontanensis),化石采自美国蒙大拿州的石炭系海相地层中。这两次重要发现都有美中不足之处,其化石保存都欠佳,许多形态特征难以确认。
2005年,中国科学院古脊椎与古人类研究所的研究人员在征集到的一批化石中发现了保存极好的七鳃鳗化石。由于化石的特殊原始性,课题组特别邀请张弥曼院士研究这一化石。张弥曼院士是世界闻名的古鱼类专家,她研究的鱼类化石纵跨古生代、中生代和新生代,囊括最原始到最进步的类群。
化石的研究进行得细致而顺利,2006年6月22日,张弥曼院士、张江永研究员和美国堪萨斯大学苗德岁博士在《自然》杂志上,报道了关于七鳃鳗化石的最新发现。这一新发现不仅推进了人们对远古七鳃鳗的了解,填补了自石炭纪以来七鳃鳗化石记录的空白,而且增进了人类对七鳃鳗的演化历史和演化速率的认识。本次发现的七鳃鳗化石,代表一个新的属种,研究人员将其命名为孟氏中生鳗(Mesomyzonmengae),种名献给上海水产大学的著铝鱼类学家、张院士的前辈学者孟庆闻先生。
中生鳗一降生就获得了很多“首次”:首次发现于中生界地层中,首次发现于欧亚大陆,首次发现于淡水环境里。而最令古生物学家兴奋的是,中生鳗保存得相当好,“由于没有骨质骨骼,所以中生鳗很难保存为化石,现存的也仅是印痕,但该印痕非常精致,该鱼许多重要的形态特征得以确认。”张江永研究员说。
与美国的那两个种类相比,中生鳗在地质年代上提前了近两亿年,而且是生活在淡水水域。这就表明七鳃鳗起源于海洋,但至少在1亿多年前,其中一部分就脱离了海洋,在淡水区域适应并生存了下来。此外,中生鳗在形态上已十分接近现生类群,说明在过去长达1亿多年的演化史上,中生鳗的演化速率异常缓慢,几乎可称为“演化停滞”。这或许是因为中生鳗拥有了这套吸血杀手锏,所以不需要怎么演化就足以横行亿年水域。
根据现生七鳃鳗的生活习性,让我们回溯到亿年前,看看中生鳗如何生活。辽西某处水域,一群洄游归来的原白鲟浩浩荡荡,1米多的身长,一列纵向分布的吻骨片与身上齿状鳞片在阳光下发出耀眼的光芒,数十条排成长蛇阵,气势慑人。但仔细一看,不少原白鲟身上都吸附着小小的中生鳗,它们吸附在洄游旅行的原白鲟身上,-路溯行,一路吸食所附大鱼的血,等到合适的河区,中生鳗就松开原白鲟,建造产卵场。
产卵场选择在清澄而浅的河内,沙质底且有小卵石、流速很大的河段。一般来说,雄中生鳗到产卵场后,就会马上开始筑巢,不久就有一尾雌鱼来帮助筑巢。这个小巢呈卵圆形或略似圆形,直径约1米,底部有点凹,而筑巢所产生的废石料则堆放在巢后。中生鳗筑巢的方式很有意思,它们先用吸盘状的口吸住小石,然后又是拖又是震动来把小石挖松动,得手后就把它拖到巢的后方,筑成一堆,看上去很像藏传佛教信众堆的玛尼堆。然后再返回,再捣鼓,再推,无数次的往返,最后才大功告成。
中生鳗交尾的方法也非常有趣:雌中生鳗先用口吸附在巢中的大石上,雄鱼用同样的方法吸附在雌鱼头上,然后,雄鱼会用身体的一部分卷住雌鱼,此时两条鱼就形成了-个椭圆形,有位诗人给这个椭圆形起了-个温馨的名字一“爱之结”。此后,雌雄鱼各自剧烈振动身体的后部,激起细沙,同时各排放出卵子和精子。刚排出的鱼卵表面有黏陛,可粘上沙粒而沉人巢底。雌雄鱼排完卵子和精子后即行分离,并一同把巢前方的小石运到后方的石堆上去,以引导水流涌起较多的沙粒到巢上,从而将受精卵掩盖起来。
这种生殖方式在短时间内反复进行,直到雌鱼体内的卵全部排完。现生的七鳃鳗的产卵过程能持续2~3天,采取多次交尾多次产卵的方式,排卵总量可达14万~2.o万枚。产卵后,中生鳗已十分疲乏,不论是哪一种敌害都能把它们捉住。由于在交尾时,身体经常受伤,组织损伤和细菌感染,常使极度疲劳的中生鳗无法恢复而最后死亡。
不久,受精卵发育成1厘米左右的幼中生鳗,幼鳗并不会马上就到处巡游,而是潜在河底的泥沙中,只伸出嘴巴来滤食浮游生物和有机质,这个习性与现生文昌鱼非常相似。值得一提的是,幼中生鳗的嘴巴并没有吸盘,也没有恐怖的无角质齿。这样寂寞的生活一般要持续3~7年,此后,幼中生鳗经过变态发育成为成年体,开始新一轮的生活……而其中不幸遇难的中生鳗,在静悄悄地沉入水底后,其中极少一部分被泥沙掩盖,沧海桑田,变成化石,终能穿越亿年时空,与我们见面,让人类复原出它自己不可思议的……
恐龙******中的“凌波仙子”
朝阳即将跃出地平线,环绕岛屿和湖面的淡淡薄雾正慢慢散去。湖畔,~只只鸟儿正在摇着尾巴边走边觅食。它们浑身蓝黑色,在阳光下闪闪发亮。最美的还要算它们的头冠一一排细若游丝的羽毛,在受到外界干扰时,便呈扇状竖立起来,闪烁着宝石蓝般的金属光泽。突然,鸟儿一个飞跃,只见水花一闪,一条小鱼已经在它嘴中挣扎,然而不知为何鱼儿跑了,鸟儿却陷入了淤泥之中……125亿年后,鸟儿的骨骼早已石化。透过放大镜,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的周忠和、张福成研究员看到了鸟儿近乎完整的骨架以及覆盖全身的羽毛。他们将鸟儿命名为高冠红山鸟(Hongshanornislongicresta),在论文《一具今鸟类化石的发现与早白垩世鸟类的辐射》(载于2005年12月13日《美国科学院院刊》)中这样评价:“红山鸟是已发现的今鸟类中最早有喙的物种,而且它是一种涉禽,栖息在浅水或沼泽地带。这进一步证实,湿地环境曾在今鸟类的起源和一早期辐射过程中起过十分重要的作用。”恐龙时代的涉禽,能想象到吗?一般人的印象里,恐龙时代应该是危机四伏,庞大的植食恐龙在肉食恐龙的恐吓下横冲直撞,即使那些披羽的恐龙与古鸟类,也多以树栖为主。
红山鸟犹如-位凌波仙子,在恐龙******里翩然起舞。
红山鸟那双较短且弯曲的小脚爪显得很秀气,这样的构造首先排除了它作为树栖鸟类的可能性。那它生活在哪里?周忠和解释说,红山鸟长且纤细的腿和延长的胫跗骨说明它适应水平行走,非常可能栖息在水边的湿地,而它纤细而凸出的喙也说明,红山鸟很可能以浅水或沼泽地带的鱼或无脊椎动物为食。另一个证据是,该化石保存在河湾沉积成细砂岩中,而热河生物群其他鸟类主要保存在页岩和泥岩中,这种保存方式也能说明红山鸟当年生活在湿地环境中。
“红山鸟生活在岸边的湿地意味着什么?意味着原始的今鸟类脱离了单纯的树栖模式,其栖息地得到了拓展。”张福成说。因为囊括湖泊、河流、沼泽等环境的湿地一年之中有相当长的时间土壤是饱含水分或被水淹没的地区,这其中充满着各式各样的生物,如鱼、虾、贝、螺、蠕虫等,件件都是鸟类的食物。鸟类为了吃这些差异颇大的食物,各自发展出不同的觅食方式,比如红山鸟就发展出纤腿与细喙。所以说红山鸟不仅代表了最早拥有明显水栖特征的一类今鸟类,而且还进一步证实了湿地环境曾经在今鸟类的起源和早期辐身过程中起过十分重要的作用。
猛犸象——灭绝与重生之路
风靡全球的美国大片《侏罗纪公园》的第四集已经提上了好莱坞的日程表,通过DNA复制恐龙的念头也引起了广大公众的兴趣。然而科学家认为,完整的DNA最多只能保存10万年,因此几千万年前的恐龙几乎不可能通过克隆重生了。然而,那些灭绝时间还不长的动物呢?一些人把目光转向了猛犸象,这是一种1万年前灭绝的史前大象,在西伯利亚的冻土中冰封着很多它们的完整遗体。口令人失望的“电视明星”——加克夫猛犸象2000年,Discovery探索频道曾播出了一部名为《猛犸象重见天日》的片子,一时间引起了不小的轰动,然而此后却再无下文。这是怎么回事呢?事情还要从法国探险家伯纳德?布格斯说起。他来到西伯利亚,寻找猛犸象的冰冻遗体。在泰米尔半岛的-个集市上,一根猛犸象的长牙引起了他的注意,这是当地加克夫部落家族的几个族人在冰原上发现的。
受到鼓舞的布格斯于第二年率队前往现场发掘,制片商和记者也如获至宝,跟风而至。他们在当地找到了长牙的主人:一头死于两万年前的壮年雄性猛犸象。经过两个秋季的辛勤工作,他们终于把猛犸象连同包裹着它的冰块从冻土中分割开来,并用直升机运到几百千米外的一个冰穴中进行解冻、研究。布格斯相信,这种方法能保证遗体的完整,并尽可能地减少对DNA的磁环。
然而在2000年年底,当吹风机的热气终于融化了猛犸象身旁的所有冰层之后,眼前的情景令所有人大跌眼镜:最终露出来的不是一具完整的、有血有肉的遗体,而只是一副骨头架子以及少许的皮毛和皮下组织,而肌肉和器官全都腐烂得无影无踪。或许是这个结果太令人失望了,有关“加克夫猛犸象”的报道也由此销声匿迹。猛犸象的足迹今天,地球上只剩下3种大象--非洲草原象、非洲森林象和亚洲象,且在人类的威胁下都濒临灭绝。然而,象类所属的长鼻目曾是一个显赫家族,从6000万年前的磷灰象到刚刚灭绝几千年的猛犸象、美洲乳齿象,地球上曾出现过的象至少有160多种。猛犸象是其中最接近现存大象的一类,也是冰河期的代表动物之一。在它们灭绝的前夕,我们的祖先已经学会了绘画与雕刻,使它们的形象得以留存在艺术品中。猛犸象的祖先最早出现在400万年前的非洲,此后逐步向欧亚大陆迁徙,进而通过当时因海平下降而成为陆地的白令海峡进入北美。为了适应寒带到温带、从大陆到小岛的多样环境,它们也分化出了不同的种类,目前已确定的就有四五种。在冰河期与间冰期反复交替的几百万年里,猛犸象顽强地生存了下来,而且占领了极其广大的生存空间。然而在大约1万年前,最后一次冰河期即将结束的时候,久经考验的它们却走向了灭绝,只有其中的一种--侏儒猛犸象在北冰洋的弗兰格尔岛上又苟延残喘了数千年,直到4000年前才消失。
作为昔日辉煌的见证,猛犸象留下的痕迹遍及北半球的许多地区,从英国到乌克兰,从中国的黑龙江到俄罗斯的泰米尔半岛,以及加拿大和美国的广大不长年结冰地带,都曾出土过大量的猛犸象化石。但除了西伯利亚平原之外,别处都没有发现过完整的冰冻遗体。在严寒中求生在猛犸象家族当中,北美南部的哥伦比亚猛犸象最大,成年公象可长到4米高、10吨重,远远超过一般的非洲象;而弗兰格尔岛上的侏儒猛犸象只有不到1.8米高。漫游在西伯利亚和北美严寒地带的“典型”种类_真猛犸象(又称长毛猛犸象)一般不超过3米高,和亚洲象差不多大,但是由于身躯肥壮,体重可达6~8吨。从外表上很容易看出猛犸象与亚洲象、非洲象的不同,为了减少热量散失,它们的耳朵变小,象鼻也缩短了。象牙长3~5米而且极度弯曲,个别老公象的长牙甚至扭结在一起(这在象类中是独一无二的),通常认为这种象牙有助于清理草丛上的积雪。它们的头颅也长成圆顶状的“尖脑门”,以支持沉重的长牙。猛犸象的皮下还有厚厚的脂肪层,背部的脂肪甚至堆积得像驼峰一样。当然,最引人注目的还是包裹它们全身的浓密长毛,仅内层绒毛就有10厘米厚,外层毛发长达几十厘米,猛犸象的另一个名字“长毛象”即由此而来。凭借着如此完善的装备,猛犸象得以适应严寒的气候,成为象族中唯-挺进北纬45度以上的类群,并在艰难的环境下繁衍了数百万年。