百科知识:9个转折完成从鱼到人的进化

　　只要是华人，就都知道并会被《白蛇传》的凄美爱情故事打动，白蛇修炼了1000年才变为人与许仙结为夫妻。但是，可恶的法海和尚硬是活生生拆散了这对夫妻，把白蛇永镇在雷峰塔下。

　　抛去神话传说的部分，从演化（进化）的历程和本质来看，人就是从动物演化而来。只不过，从低等动物到高等动物，再到灵长类动物，并从灵长类动物演化为人，经历了约5亿年，而且人是从鱼演化而来。显然，这一从鱼到人演化的科学结论比神话传说中的蛇修炼（进化）到人经历了更长的时间，如果以蛇这类爬行类动物演化到人的时间来计算，没有5亿年那么长，也就是2～3亿年。

　　过去，已经有不少论文和著作阐述了从鱼到人的漫长历程，现在另一本书《征程：从鱼到人的生命之旅》（以下简称《征程》）更是用9个大转折证明人是从鱼进化而来。

　　从鱼到人的进化大致要经历下面的阶段：

　　脊梁骨的起源

　　距今3亿多年前，有一群肉鳍鱼类偶然爬上陆地，演化成像大鲵一样的古代两栖类；在石炭纪末，某支古代两栖类又演化出爬行动物；在距今2亿多年前爬行类中的一支成功演化出像老鼠一样的哺乳类祖先；约6500万年前，白垩纪恐龙灭绝后，哺乳类动物中的一支演化成猿；距今约600万～700万年前，终于演化出了人类。

　　从鱼到人的历程要经过9个大事件，或9个精彩的转折，第一个大转折就是脊梁骨的起源。在现代人类和多数脊椎动物中，每个脊椎都由两部分组成：椎体和神经弓。研究人员在中国云南澄江的古生物群（距今5.7亿年）发现的化石表明，盲鳗和七鳃鳗是最原始的现生脊椎动物，它们还没有椎体，只有一个柱状的、被称为脊索的结构支撑身体。

　　化石显示，发育完全的骨质脊椎是在志留纪的时候从两个关系密切的类群中独立演化而来，即辐鳍鱼类（包括多数现生鱼类）和肉鳍鱼类（包括肺鱼和总鳍鱼），它们具有包含真正骨质的脊椎。辐鳍鱼类和肉鳍鱼类又是从盲鳗和七鳃鳗，经历盔甲鱼类、有颌鱼类、各种盾皮鱼类、软骨鱼类、硬骨鱼类演化而来。

　　颌骨的出现

　　演化上的第二个大转折是脊椎动物颌骨的出现。直到志留纪之前，脊椎动物还没有演化出“颌”。到了志留纪，在中国云南曲靖距今4.23亿年的潇湘动物群中发现了世界上独一无二的有颌脊椎动物化石。其中，一种被命名为钝齿宏颌鱼的硬骨鱼，是目前为止志留纪最大的脊椎动物。钝齿宏颌鱼属原始肉鳍鱼类，体长可达1.2米，由于演化出了颌和牙，其牙齿适应捕食带硬壳的猎物，可能在食物链中占据较高的位置。

　　颌的作用不只是捕食，如咬穿猎物喉咙、切碎研磨植物、从海水中过滤藻类等，同时可用来啃咬和反抗捕食者。这也让有颌鱼类向前演化拥有了更好的基石。

　　鱼儿离开水

　　演化上的第三个大转折是鱼儿离开水。中国的俗语称，鱼儿离不开水，指的是到了陌生环境的人无法生存。但是，在演化史上，到了泥盆纪，陆陆续续有一些鱼类尝试着离开水到另一个世界--陆地去求生。不过，唯一真正适应和征服了陆地环境的，只有肉鳍鱼类。因为，它们在寻觅新大陆时做好了准备，拥有了强健有力的“肉质的鳍”和能够呼吸空气的肺。例如，早期的弹涂鱼具有在陆地上呼吸的一定能力，并且能用胸鳍支撑身体在陆地上移动。

　　但是，早期的四足动物--肉鳍鱼类的四肢很可能更多的是用于游泳而不是行走。在宁夏中宁县石峡沟发现了距今约3.55亿年泥盆纪时期的中国螈化石后，研究人员才确信，这是即将离开水的奇怪鱼类。这一成果也由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏博士、赵文金博士与英国自然博物馆阿尔伯格博士等人发表在2002年12月出版的英国《自然》杂志上。

　　先有蛋后有鸡

　　演化上的第四个大转折是先有蛋后有鸡。先有蛋还是先有鸡的争论一直困扰着人们，然而从鱼到人的演化证实，先有蛋后有鸡一点没错。四足动物诞生于泥盆纪晚期，到了石炭纪早期的中段，它们中的一些已经能在陆地上自如行走了，但是，它们繁衍仍需回到水中，或至少是在潮湿的环境，因为四足动物产下的是有胶质“外衣”的软卵，没有真正硬的外壳，不能保护卵，所以需要把卵产在水中或潮湿的环境。为了适应陆地的繁衍，登陆的四足动物演化出了以“羊膜卵”来繁衍后代，这种卵被包裹在4层膜结构的襁褓中，包括卵黄囊、尿囊、绒毛膜和羊膜，从而能保护卵。

　　化石记录中最早的羊膜卵属于蜥脚型恐龙，在三叠纪、侏罗纪交界时期的阿根廷、南非和中国都发现了羊膜卵。三叠纪晚期的恐龙化石见于云南的禄丰盆地等极少数地区，侏罗纪时期的恐龙化石在四川、云南和贵州都有发现，白垩纪时期的恐龙化石则多出现于中国北方的内蒙古、黑龙江和山东等地。在位于贵州西南部关岭县新铺乡的关岭生物群（形成于距今约2.2亿年的晚三叠纪时期），就有鱼龙、海龙和楯齿龙。

　　这些恐龙的蛋就是羊膜卵的一种，人们每天早上吃的鸡蛋也属于羊膜卵的一种，而乌龟、蛇和鳄鱼等爬行动物的蛋也都属于羊膜卵。从演化过程看，羊膜卵的出现远早于任何一种像鸡的动物的出现。但是，和硬壳的鸡蛋不同的是，早期羊膜卵的卵壳大概是革质的。

　　重返海洋

　　演化上的第五个大转折是重返海洋。在演化的历史上，羊膜动物从海洋到达陆地，但后来，又有很多羊膜动物部分或完全转变为海生的生活方式，反演了早期四足动物逐渐向陆地演化的历史，也多多少少证实了美国科学家查尔斯·达文波特提出的一个观点，即人类存在一个“爱海基因”，尽管在人类中没有获得验证，但在羊膜动物的进化中存在这种现象。最先回到海洋中的羊膜动物是中龙，它们生活在二叠纪早期，属于一个被称为“副爬行动物”的爬行动物支系，其中的大部分成员都是陆生动物。

　　一种在贵州发现的肿肋龙--胡氏贵州龙的化石就表明，它是三叠纪时代重返海洋的羊膜动物。羊膜动物已经适应了陆地挑战，它们的卵也能在陆地上正常发育，却为何要重返海洋。科学家的解释是，好像与泥盆纪晚期的（海生）脊椎动物为了让自己捕食陆生的节肢动物，同时避开水生的竞争者和捕食者而登上陆地一样，若干年后，那些后石炭纪的羊膜动物同样可以为了吃到海鲜，并避开陆生的敌人而返回海洋。

　　哺乳动物的悄然兴起

　　演化上的第六个大转折是哺乳动物的悄然兴起。在脊椎动物演化进程中最突出、最壮观的参与者当属哺乳动物，这其中就有演化为人类的胎盘类哺乳动物。在地质年代上，新生代被称为“哺乳动物的时代”。虽然真正的哺乳动物在距今1.6亿年的侏罗纪中期就出现了，但是直到约6500万年前的恐龙灭绝后，哺乳动物才在脊椎动物的演化历程中开始占据显要的位置。

　　现代哺乳动物包含3个主要的类群，卵生的单孔类、有育儿袋的有袋类和人类所属的有胎盘类。哺乳动物与其他脊椎动物最重要的不同是，其颅骨和下颌骨的连接关节由鳞骨和齿骨构成。在进化中，脊椎动物的齿骨因越变越大而与鳞骨碰到一起，从而促成了一个新的颌关节--齿骨鳞骨关节的形成。摩根齿兽和中国尖齿兽（生活在中国云南禄丰盆地下禄丰组深红层侏罗纪早期）都具有这种新型的颌关节，但齿骨后骨仍然存在，关节骨也仍然与方骨相连。它们的另外特征是，具有毛发、体温相对高且稳定、雌性能产奶并哺乳幼崽。在中生代末期的动物大灭绝后，摩根齿兽和中国尖齿兽成为脊椎动物演化过程中的主角。

　　飞上蓝天

　　演化上的第七个大转折是飞上蓝天。在脊椎动物的演化历史上，真正的飞行只出现过3次，分别是蝙蝠、鸟类和翼龙。能演化出飞向蓝天的技能既需要适宜的器官--翅膀，又需要飞行的技术--翱翔。这就是通过滑翔与振翅的交替方式来减少飞行能耗，或者利用合适的气流来保持长时间的滑翔而不必扇动翅膀。第一个能飞行的脊椎动物是翼龙，在新疆白垩纪早期发现的一种翼手龙类--魏氏准噶尔翼龙化石就证明，在中国的生物演化中，出现了飞上蓝天的演化事件。

　　生物能够飞上蓝天意味着，它们打破了重力的束缚，并且能躲避捕食者，还能在树梢等远离地面的地方栖息和觅食，以及当本地生活环境变得艰难之时而去寻找“更绿的”栖息地，由此获得了更多的生存空间，也演化出了新的生活方式。

　　羽毛的产生

　　演化上的第八个大转折是羽毛的产生。从演化的角度看，羽毛具体产生的时间很难确定。在现代脊椎动物中，只有鸟类才有羽毛，没有羽毛，鸟类将无法飞上天。然而，化石记录清晰地显示，羽毛最初与飞行无关。支持这一结论的化石证据来自热河生物群（生活在中生代晚期，分布于中国北方、蒙古、西伯利亚以及朝鲜和日本等东亚地区的一个繁盛的生物群，中国辽西地区是研究热河生物群的经典地区），最初源于1996年原始中华龙鸟的发现、描述和命名。中华龙鸟是一种小恐龙，其化石标本上保存的成簇成束的丝状物只能被解释为一种早期的绒羽。这也证明，鸟类的祖先是恐龙。

　　但是，恐龙要羽毛来干什么？一个可能性是，这些如绒毛状覆盖于大多数皮肤表面的羽毛的作用是为了保温。后来，羽状的羽毛仅见于窃蛋龙类、恐爪龙类和鸟类。羽尾龙就是热河生物群中原始的窃蛋龙类，在手部、前臂和尾部拥有真正的羽毛。从这些情况来看，演化中翅膀的形成不仅仅用于飞翔，还会用来保持平衡，如现代的不会飞的鸵鸟在奔跑时的动作。

　　人类的黎明

　　演化上的第九个大转折是人类的黎明。最近几十年，越来越多的证据，特别是遗传学的证据显示，人类与非洲的现生猿类--黑猩猩的亲缘关系特别近。人类与黑猩猩的共同祖先可能生活在距今500万～700万年前，人与黑猩猩的共同祖先（从这个祖先演化出了人类和黑猩猩）更像黑猩猩而不像人。换句话说，在脊椎动物的演化历程中人类很晚才从猿类中演化出来，但不是从任何现生的类人猿演化出来的。黑猩猩的两大类--黑猩猩和倭黑猩猩都生活在非洲，所以查尔斯·达尔文在《人类的由来》一书中提出，人类早期的祖先也很可能生活在“黑色大陆”。

　　现在更多的证据证明，这个假说是对的。从黑猩猩的共同祖先分化出来的最早期的人族成员包括原初人土根种、撒海尔人乍得种、地猿始祖种，以及比地猿始祖种稍晚的、生活在距今约440万年前的地猿卡达巴种。除了撒海尔人来自中北非的乍得，其他人类家族的早期成员都生活在东非的肯尼亚和埃塞俄比亚。

　　大约25万年前，非洲古老型的人类演化出了解剖学意义上的现代智人。这些人中至今还有一些留在了非洲，并分化为现今所见的很多不同的少数民族部落；其他一些则迁徙到欧亚大陆，并逐渐分布到全世界。在此过程中，他们与当地的尼安德特人或其他存在的人类种群可能有一定的杂交。

　　殊途同归的证明

　　在《征程》之前，也有很多关于进化的著作，比较起来，该书与其他著作有相似和相同的描述，例如比较著名的有美国的尼尔·舒宾所著的《你是怎么来的──35亿年的人体之旅》。舒宾和他的团队花了6年时间于2004年7月初，在北极的埃尔斯米尔岛发现了证明从鱼类过渡到两栖类的鱼--提克。提克是因纽特语“提塔利克鱼”的简称，意为大型淡水鱼，这是一个兼具水生和陆生动物特点的鱼化石。

　　提克像鱼一样，背后有鳞，还有带蹼的鳍。但像早期的陆生动物一样，它有一个扁平的头和脖子。如果往鳍里看，可以看到对应于上肢的骨骼、前肢骨，还有手腕的一部分。它的关节也在那里，这是一条长着肩膀、肘关节和腕关节的鱼。所有这一切都藏在带蹼的鳍里面。

　　这个化石的意义在于，它确认了古生物学上的一个推断：提克不仅是两个不同物种之间的过渡，而且是在地球历史中正确的年代和正确的远古环境中找到的。它隐藏于3.75亿年前的远古的溪流中形成的岩石。

　　这个证明从鱼到人演化的化石与《征程》一书提供的化石证明极其相似，即第二个大转折和第三个大转折的出现--脊椎动物颌骨的出现和鱼儿离开水。本文前面提到在中国云南曲靖距今4.23亿年的潇湘动物群中发现了有颌脊椎动物化石，其中一种是钝齿宏颌鱼，这似乎与提克的演化年代和性质一样。

　　由此也证明，在世界其他地方，如中国，生物的演化有相似、相同的历程。中国有大量天赐的、可观的化石记录，从寒武纪的生命大爆发到中生代带羽毛的恐龙化石，能帮助人们一点点还原出脊椎动物的演化历史。中国脊椎动物的演化并不是独立发生的，它们其实是这个星球上更大规模的动物演化的一个缩影。

　　人类进化两种假说的交锋

　　人类起源目前有两种假说，一是“非洲起源说”，二是“多地区起源说”。前者认为，现代人类起源于20万～25万年前的非洲，然后在大约10万年前走出非洲，并完全取代了其他地区的古人种。这一取代过程未伴随明显的与原住人群的基因交流。由此，非洲以外的直立人和早期智人都是人类演化树上的旁枝，地球上所有现生人群均为非洲晚期智人的后裔。

　　后者认为，现代人是在4个地区出现并连续进化，而且在各个地区之间都有基因交流。史前的进化史描写完全不清楚。直到现在，人们对生物演化史中祖先的起源问题还不能下一个确凿无疑的结论。现代人类起源的地点、时间、各人类种群间的谱系关系，甚至还包括迁徙，一切的细节都并不充分，零星的化石发现还无法做出定论。

　　《征程》一书在人类的黎明这一大转折中尽管引用了中国科学院院士吴新智的多地区起源说，但显然采用和认同非洲起源说。尽管“北京人”是在中国境内发现的早期人类，但是，研究人员对“北京人”的定论还不确定。“北京人”在分类学中被归入人属，在脊椎动物演化的大军中，应属于我们现代人类的一部分。但如果他们生活在今天，很难讲是否应把他们视为“人类”，还是仅仅作为某种独特的、似人灵长类动物。

　　由于研究中国人的起源太缺少化石方面的证据，同样赞同多地区起源说的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员黄万波提出，大三峡是中国人类的发祥地。自200万年前到现代智人，都有化石发现。然而，不可否认的是，中国地区现代人类化石中距今5万～10万年有一段缺失。在长江、黄河流域发现的古人类遗迹中，至今还缺少更新世晚期人类化石一环。

　　人类的非洲起源说和多地区起源说都存在难以解释的环节。如果是非洲起源说，非洲的早期人类是如何进入亚洲和中国，又是怎样演化出了与白人、黑人不同的肤色和解剖特征的中国人？多地区起源说当然可以获得一些支持，在世界各地都有着大同小异的从鱼到人的演化史，例如可以找到从鱼到爬行动物颌骨的出现，从逻辑上推论，也可以在各地区找到人类演化的相似轨迹，即在不同地区演化出了相似的人类，但是，他们是如何进化的，仍然缺乏证据，正如“北京人”是否为中国人的祖先难以确定一样。

　　【责任编辑】张田勘

　　杨欣

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