前段时间,社媒上有本热门的书叫《鱼不存在》,标题看得我一愣一愣的。要是鱼不存在了,那我中午吃的鳕鱼堡到底是……
但读了之后才知道,这讲的其实是个有趣的分类学故事:有些科学家花了许多年去研究及分类鱼,却被告知“鱼”这个分类压根儿不存在——与哺乳动物和鸟类等不同,我们平时所说的“鱼”并没有自己独立的宗门,而是许多不同生物分支的“大杂烩”。
你脑海中的动物是不是这么分类的?
图源:i.fbcd.co
当看到各种千奇百怪、相差甚远的鱼类时,你是否也曾想过它们压根不是一家子?甚至有些鱼和你之间的亲戚关系,比鱼和鱼之间还要近得多。
猜猜谁不是真正的鱼!
要解释鱼为啥不存在,咱们得先问个问题:“鱼”到底是什么?水里游的?有鳞片的?有鳍的?这个问题也长期困扰着鱼类学家们。
你能想出多少它们的共同点?
鲤鱼和海马外观迥异,却同样是鱼。鲸和海豚长得像鱼,却是哺乳动物。我们要如何界定,才能既保证涵盖所有的鱼,又排除一切看似是鱼却又不是的动物呢?
鱼类学家们先从形态学角度下了定义:鱼类是终生生活在水中,用鳃呼吸,用鳍作为运动器官的变温脊椎动物。海马和鲤鱼外表虽然截然不同,但它们都能满足上述条件。那你能从下面找出不是鱼的生物吗?
猜猜谁不是鱼
非洲肺鱼
图源:britannica
文昌鱼
图源:Hector Escriva
黄鳝
图源:Kim, Hyun-tae | iNaturalist
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最应排除的应该是文昌鱼,它是头索动物,属于比脊椎动物更原始的脊索动物类群。图:fishillust.com
但你会发现,剩下两个选项也不完全符合标准:黄鳝的鳃和鳍则已经退化,主要靠口腔黏膜进行呼吸,靠身体的扭动在水中蜿蜒前行。肺鱼除了鳃之外,还具备了原始的肺,能用肺直接呼吸空气。按照上述定义,它们的鱼类身份似乎岌岌可危。
鳃呼吸鱼类(上)与肺鱼(下) 不同的呼吸系统
图源:University of Utah
那有没有其他的定义方式呢?进入二十一世纪,科学家们又开始从系统发育的角度来审视“鱼类”。他们提出,鱼类是非四足脊椎动物(non-tetrapod vertebrates)的统称。
大家都有四条腿……数腿的时候别忘了把翅膀也算上!
有四条腿的就不是鱼,这听起来似乎简单明了……等等,那像蛇这样一条腿都没有的动物怎么办?它也算是鱼吗?
左滑看蛇蛇,真正的蛄蛹者
视频源:@Dr. Rachel, Exotic Pet Vet |YouTube
不用为蛇蛇担心,只要祖先具备了四条腿,其后代无论有几条腿,都能算作四足动物。在此定义中,四足脊椎动物不管长得多像鱼,都不是鱼。而非四足脊椎动物不管长得多千奇百怪,它们都是鱼。
Najash rionegrina化石,其被认为是一种有骶骨及后肢的原始蛇类。图中“fem”指股骨。图源:newscientist、Sebastián Apesteguía & Hussam Zaher | Nature
左滑看Najash rionegrina复原画,其尾部附近有一对小小的腿
图源:Raúl Orencio Gómez
如此一来,科学家们就只需要在系统树上切一刀,区分非四足脊椎动物和四足脊椎动物就行了。以趾的出现来界定,四足动物便包括了哺乳类、鸟类、两栖类和爬行类四大现生类群。而剩余的动物统统被归入了“鱼类”的范畴。
图中的箭头所示处便是四足动物的起点,在它之下,全为鱼类。图:Gardner et al. | Comptes Rendus Palevol
虽然二者的节点附近肯定还比较模糊,但现生的两派泾渭分明。区分四足脊椎动物和鱼类的这一刀,目前切在了希望螈(Elpistostegalia,鱼类)和埃尔金螈(Elginerpeton,四足类)中间。
希望螈化石
图源:Richard Cloutier et al. | Nature
希望螈复原动画,看到就想把它戳回水里(误)
图源:Flinders University | Youtube
鱼怎么就“不存在”了?
折腾半天,咱们终于确定了鱼的定义和范围,这下鱼应该存在了吧……等等,你说还是不存在?那问题出在哪!
又骗大家再看一段是吧
其实“鱼不存在”的根本原因在于分类。早年的分类学家把全体鱼类都归入鱼纲(Pisces),但事实证明笼统的鱼纲不够科学,应该进行拆分。
目前,我们通常依照传统分类体系,将现生鱼类分为五个大类:无颌的盲鳗纲(Myxini)和七鳃鳗纲(Hyperoartia),以及有颌的软骨鱼纲(Chondrichthyes)、肉鳍鱼纲(Sarcopterygii)和辐鳍鱼纲(Actinopterygii,包括90%以上现生鱼类)。
图片最下面的肉鳍鱼纲和辐鳍鱼纲,又组成了硬骨鱼总纲,与四足总纲并列。图源:© R. Aidan Martin
然而,当我们把视线放往地球漫长的地质年代,考虑从鱼类到四足动物的演化历程时,这种分类方法却会让人心生疑虑……
作为原始的脊椎动物,鱼类早在寒武纪早期乃至埃迪卡拉纪时期,就已经生活在地球上。当时的鱼类没有上下颌分化(也不用怕掉下巴),被统称为无颌类。无颌鱼在古生代早期盛极一时,但在泥盆纪末期急剧衰落,如今只有七鳃鳗纲和盲鳗纲尚存于世。
七鳃鳗身体两侧各有七个鳃孔,正脸看起来呆呆的……左滑可看仰视视角。图源:fishbiosystem
在奥陶纪晚期,一支无颌鱼类的第一鳃弓向前移动,形成颌骨,有颌鱼类闪亮登场,自此它们有了咬合的能力,在食物链中的地位节节攀升。
早期的有颌鱼类被统称为盾皮鱼类,其中的全颌盾皮鱼类分化出了软骨鱼和硬骨鱼两大分支。软骨鱼便是我们所熟悉的鲨、鳐、魟、银鲛等。硬骨鱼类则在志留纪早期又分化为辐鳍鱼和肉鳍鱼两大类。
作为软骨鱼,鲨鱼的大部分骨骼都由是软骨,很难保存,但牙齿由更坚硬的牙本质构成,因此鲨鱼的大部分化石都是牙齿。图源:Natural History museum
随后,在泥盆纪,肉鳍鱼类中的四足形类(Tetrapodomorpha)登上陆地,最终趾取代了鳍,真正意义上的四足动物才就此出现。如今时过境迁,肉鳍鱼类日趋衰退,四足形类下的鱼类成员凋亡殆尽,但四足动物却统治着陆地上的每一个角落。
从鱼一步步到四足动物,这是一个耗时漫长的渐变过程
图:biologynotesonline.com
所以显而易见,包括人类在内的四足动物,与所有鱼类都不是并列关系,只是鱼类在长期的演化过程中形成的成千上万个分支之一,深深嵌套在鱼类的谱系内部。
现存的鱼类中,与我们关系最近的是肺鱼,其次是印度洋和太平洋深海中的拉蒂迈鱼,然后是鲤鱼、鲫鱼等辐鳍鱼,再是软骨鱼类,往后才排到七鳃鳗和盲鳗所组成的圆口类……
拉蒂迈鱼属于空棘鱼类。空棘鱼曾被认为已经灭绝了6600万年,直到堪称“活化石”的拉蒂迈鱼被发现。图源:Finder University | YouTube
由此来看,有些鱼跟人之间的关系,其实比鱼跟鱼还要近得多,却都被淹没在“鱼类”这一通用名称之下。
许多现代的分类学家认为,在演化这棵大树上,我们不能只是剪下几根零散树枝,拼凑到一起便称为一类生物。一个分类阶元中,应该包括一个最近的共同祖先及其产生的全部后代(如下图a),这样才能真正体现出它们之间的亲缘和演化关系。
三张图中,只有(a)的分类包括了共同祖先B的全部后代C-H。(b)中E、G没有最近的共同祖先,(c)则没有包含祖先A的全部后代。图源:mun.ca
选取部分物种建造的系统树,砍掉哺乳动物、鸟类等四足动物分支后,散装的“鱼类”明显不符合条件。图源:Chris T. Amemiya et al. | Nature
当我们回顾鱼的定义及它们在系统树上的位置时,我们会发现,没有四足动物的鱼类变得零零散散,满足不了这个要求。因此从分类学的角度来看,“鸟类”存在,“哺乳类”存在,甚至“软骨鱼”、“辐鳍鱼”也存在……
但“鱼”这个分类阶元,却不真正存在。
如果鱼存在呢……
当然,我们也可以转变一下思路——如果鱼“存在”呢?那就需要我们把四足动物也算作鱼。至此,我们不妨大大方方承认:我们自己其实就是一种“鱼”。
原来我们是“人鱼”!
肉鳍鱼祖先脱离了水,退化了鳃,将鳍转变为四肢,经过近四亿年的漫长演化,造就了千姿百态的四足动物,当然也包括我们人类。世界上最早的四足形类化石,奇异东生鱼就出土于我国云南,可见我国曾经在四足形类的登陆过程中或许占有着关键地位。
奇异东生鱼复原图,奇异东生鱼是目前已知最早、最原始的四足形类,生活在距今4.09亿年前的云南昭通。图源:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所
“鱼不存在”乍听很荒谬,但从更大的角度来看,它提醒了我们:每个物种之间都不是分割的,而是紧密联系在一起。在地球生命大家族中,人类也只是其中的一份子,我们不是什么天之骄子,仅仅只是生命之树上的一个小小旁支。
要在树上找人类的同学,请放大使劲儿往右边看……
图源:evogeneao
当然,“鱼不存在”只是分类学上的一种情况,“爬行动物”等类群也存在类似的问题。在这个世界上有许多约定俗成的概念,并非一切都要遵循严格的分类学观点。
在思考过后,我们最终看山是山,看水是水,看鱼也仍是鱼。在日常生活中,大家还是可以大方地说一句:鱼就是鱼,鱼本就存在!
最后大家再来吸个鱼吧
撰文 | 达达
部分图源 | 图虫创意
微信编辑 | 阿矢
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