腔棘魚(yú)目(Coelacanthiformes)是一類(lèi)古老的魚(yú)類(lèi),早在3.6億年前的中泥盆世就已經(jīng)出現(xiàn),它們的化石在古生代晚期和中生代的地層普遍被發(fā)現(xiàn),但是此后就沒(méi)有化石記錄了,以至于古生物學(xué)家認(rèn)為腔棘魚(yú)目和非鳥(niǎo)類(lèi)恐龍一樣,在6500萬(wàn)年前的白堊紀(jì)古近紀(jì)大滅絕事件中銷(xiāo)聲匿跡了。

生物學(xué)家證明矛尾魚(yú)是名符其實(shí)的活化石
然而,在1938年科摩羅群島的漁民意外捕獲了一只腔棘魚(yú)目魚(yú)類(lèi),這只腔棘魚(yú)目魚(yú)類(lèi)后來(lái)被命名為矛尾魚(yú)(Latimeria chalumnae)。矛尾魚(yú)的發(fā)現(xiàn)讓生物學(xué)界頗為震驚,已經(jīng)被確認(rèn)為滅絕的腔棘魚(yú)目竟然“復(fù)活”了,因此矛尾魚(yú)也被生物學(xué)加稱(chēng)為“活化石”。
不久前,美國(guó)貝納羅亞研究所的C.T. Amemiya的科研團(tuán)隊(duì)對(duì)矛尾魚(yú)完成了基因組測(cè)序,并在刊物《Nature》上發(fā)表了題為《The African coelacanth genome provides insights into tetrapod evolution》研究報(bào)告。
生物學(xué)界對(duì)于矛尾魚(yú)如此關(guān)注的原因是其和四足動(dòng)物的密切關(guān)系,矛尾魚(yú)所屬的腔棘魚(yú)目屬于被稱(chēng)為肉鰭魚(yú)類(lèi)的家族,而肉鰭魚(yú)類(lèi)也包括了四足動(dòng)物的祖先,因此對(duì)矛尾魚(yú)的研究有助于了解四足動(dòng)物的演化。
比如生物學(xué)家爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一是究竟是腔棘魚(yú)目,還是肉鰭魚(yú)類(lèi)的另一支肺魚(yú)類(lèi)更接近四足動(dòng)物的祖先。兩派生物學(xué)家從形態(tài)學(xué)出發(fā)都為自己的理論找到了一些證據(jù),支持腔棘魚(yú)目的學(xué)者提出腔棘魚(yú)目的肉鰭和四足動(dòng)物的四肢更接近,而支持肺魚(yú)類(lèi)的學(xué)者則指出四足動(dòng)物和肺魚(yú)具有內(nèi)鼻孔,而腔棘魚(yú)目不具有。
C.T. Amemiya等人的研究得出的結(jié)論是相比矛尾魚(yú)這樣的腔棘魚(yú)目,肺魚(yú)類(lèi)和四足動(dòng)物的親緣關(guān)系更近,為這個(gè)爭(zhēng)論畫(huà)上了句
研究人員還發(fā)現(xiàn)矛尾魚(yú)的蛋白編碼基因(protein-coding genes)相比其他魚(yú)類(lèi)和四足動(dòng)物,進(jìn)化速率顯著非常緩慢。C.T. Amemiya等人認(rèn)為這可能和矛尾魚(yú)一直生活于深海,而那里的生活環(huán)境改變較小,因此不需要適應(yīng)距離的環(huán)境變化有關(guān)。
C.T. Amemiya等人比較了矛尾魚(yú)和四足動(dòng)物基因組,發(fā)現(xiàn)脊椎動(dòng)物在適應(yīng)陸地過(guò)程中基因組發(fā)生了一系列的改變,其中包括調(diào)控免疫、氮排泄,以及發(fā)育鰭、尾、耳、眼、腦和嗅覺(jué)的基因。
此外,C.T. Amemiya等人的研究還支持了胚外組織的結(jié)論,矛尾魚(yú)的鰭確實(shí)和典型的四足動(dòng)物的四肢有關(guān),表明了矛尾魚(yú)的基因組對(duì)于生物學(xué)家理解四足動(dòng)物演化藍(lán)圖的重要性。