综述两栖动物的起源问题

《综述两栖动物的起源问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、综述两栖动物的起源问题脊椎动物进化中一个相当重要的事件就是从水生到陆生的转变，而两栖动物在进化上正处于这一重要的中间过渡地位。然而，两栖动物的起源问题却迷雾重重。问题集中在以下几个方面：一，两栖动物的祖先—鱼类为什么要离开生态环境相对稳定的水而向陆地发展，这个过程是主动地还是被动的？发生的前提、原因是什么？二，是那一种古代鱼类成功登陆，并成功适应了陆上的生活环境？三，从水生到陆生的中间过渡物种是什么？本文将就以上四个问题进行讨论。一.上陆原因。解答第一个问题，首先要了解两栖动物起源的时间，目前发现的最早的两栖类化石是鱼石螈，它是已知最早的两栖类动物

2、，化石发现于格陵兰泥盆纪晚期的地层中。因此可已大致确定两栖动物的起源事件为泥盆纪晚期。而泥盆纪时地球的板块构造发生了巨大变化，此时劳亚大陆和冈瓦纳大陆相遇，地壳活动剧烈，导致大片的陆地从海洋中抬升出来，由于这种连续的造山运动，导致气候由湿润变得干燥炎热。具体而言，解释登陆过程又有两种假说。假说一：在陆地上升的过程中，有的河流、湖泊周期性地变成池塘和广阔的泥潭，或者由于天气炎热使水中植物腐烂，造成水中严重缺氧，在这样严峻的形势下，一些鱼类因不适应而灭绝了；另一些则产生了适于陆地生活的肺和四肢，想方设法地到其他有水的池塘中去，因此，由于逐渐适应和相对快

3、速的一系列进化改变，具有气呼吸与肉鳍的鱼越来越适应陆地生活，在这个过程中便逐渐进化成了两栖动物。这种假说认为自然环境突变、选择压力增加使鱼类身体出现新特征，是它们变成两栖类的根本原因。①其根据主要是根据泥盆纪时剧变的气候环境，而将两栖动物的祖先登陆看作简单的适应新生境的过程。假说二：在一个浅水环境中，比如一个小礁湖或浅滩中，水中盐分的浓度极易受到水位涨高或降低的影响，这样的环境使生物演化出能够在陆地上行走的肢体，以便它们能拓展自己的觅食范围。从而更好的适应环境。②这种假说将当时的环境条件看作一个背景，而将登陆的过程看作其主动适应新生境的过程。假说三

4、：由于当时水岸边的浅水区杂草丛生，鱼类为拨开厚重的植物取食，从而逐渐出现了强壮的附肢，又由于水环境的恶化而出现了肺，最终登陆。这种假设的根据是，1987年，研究人员发现了一种非常原始的、与肉鳍鱼类生存年代相近的四足动物。它的外形与肉鳍鱼类相似，所不同的只是早期的四足动物以带有脚趾的四肢取代了鳍，但它的后肢已经非常强壮，尽管后肢的作用主要还是用于划水，而不是在陆地上行走。假说四：一些加拿大的科学家认为原始鱼类最初来到陆地上是为了晒太阳取暖、获得能量，以便在水中捕食猎物时行动更敏捷。科学家发现，2到3小时的日光浴可以使一只四足动物的体温上升到35摄氏度

5、，原始动物只需要躺在阳光下就能获得能量，使新陈代谢速度加快，回到水中后可更敏捷地行动。人们所熟悉的鳄鱼，在潜入深水之前就会晒太阳取暖。这种假说的根据有些薄弱，但其想法不乏新意。假说五：生活在浅水区的鱼类经常要躲避敌害或吃搁浅的小鱼,在这种过程中这些鱼类不断登陆并逐渐适应陆生环境。科学家的确通过分析植物化石找到了泥盆纪时的浅水湾的地域，并在那里找到了很多原始的处于鱼类到两栖类过渡的物种的化石。二.第一种成功登陆的古代鱼类。通过比较形态学和进化形态学研究，人们现已普遍赞同四足类是从肉鳍鱼类进化而来的这一观点，因为具有与其他鱼类不同的特点，譬如肉鳍鱼类的

6、偶鳍内具有较为强壮的肉质肌叶，愈多种树还具有内鼻孔，符合陆生脊椎动物祖先类群的一些条件。但争论的焦点集中于究竟是肉鳍鱼中的哪一种更接近两栖类。③肉鳍鱼类分为肺鱼类和总鳍鱼类，在总鳍鱼中又包括空棘鱼和扇鳍鱼类。各种假说讨论的焦点也便集中在这几个物种上。1.肺鱼假说图一：肺鱼肺鱼之所以会成为从水生到陆生过渡的较有可能的动物，是因为它具有很多适应陆生环境的特征。这类鱼具有与口腔相同的内鼻孔，平时用腮呼吸，当水域干涸时可用鳔直接呼吸空气。特别是产于非洲河流中的非洲肺鱼，河水干涸时，能较长时间蛰伏于淤泥底，用鳔呼吸，或用身上的粘液粘起泥土，形成特殊的“鱼茧”

7、，进入休眠状态，借鱼茧顶端的小孔和外界相通，完全依靠鳔呼吸，可长达数月之久。这种动物的偶鳍呈桡状或鞭状，内有相关节的骨质中轴。肺鱼类的许多解剖学特点和胚胎发育过程与两栖类动物又有很多相似之处。而且，在90年代初期，科学家对现生肺鱼和空棘鱼作了大量的分子研究，包括RNA基因测序、血红蛋白测序、尿素合成的进化研究等等，并由此得到了一个系统树，显示了肺鱼类与四足类的亲密关系，而总鳍鱼类的空棘鱼却作为前两者的姐妹群。这为肺鱼类-四足体系的成立提供了一个可重复检验、规模最大的分子数据群。分子生化方面的数据更多的支持了肺鱼-四足类体系，而排除了总鳍鱼体系。④2

8、.总鳍鱼假说图二：总鳍鱼类总鳍鱼类假说的根据认为总鳍鱼类的特征比肺鱼更接近两栖类，原因在于牙齿特征：肺鱼的上下颌具有特化的