被人类所漠视的两栖动物曾经有过辉煌时代——由水上陆,是脊椎动物进化史上的一次巨大飞跃。
两栖类的起源要追溯到距今3.7亿~3.5亿年前的泥盆纪晚期。那时,陆上的气候变得干燥,河流与湖泊周期性地变成污浊的池塘和广阔的泥滩。同时,海平面下降,使得一些鱼类只能生活在留存的水塘或潮湿的岸边。
鱼类遇到了强大的选择压力。它们只有两种结局:一种是死掉,另一种是想方设法到其他有水的池塘里去。因此,由于逐渐适应和相对快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。
“从前学术界曾认为,这种自然环境突变、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。”中科院古脊椎动物与古人类研究所副研究员、中国古动物馆馆长王原在接受《科学时报》采访时说,“但上世纪90年代中期,英国的研究成果提出了另一种新的假说,即最早的两栖类的后肢主要功能是拨水,而并不是此前认为的四肢在陆地上走,体现出一种四肢功能上的预适应特征。”
无论如何,某些总鳍鱼类进化成了第一个类群的两栖动物。
两栖动物时代
进入石炭纪后,两栖动物迅速分化,并在古生代的最后两个纪——石炭纪和二叠纪达到极盛,这个时代也因此被称为两栖动物时代。
这个时期的两栖动物多种多样,适应不同的生存环境,有些相当适应陆地生活,有些则又回到了水中。与现在的两栖动物不同,这些早期的两栖动物身上多具有鳞甲。
古生代结束后,大多数原始两栖动物灭绝,只有少数延续下来,而新型的两栖动物则刚刚开始出现。离片椎目是两栖动物的主干类型,在石炭纪和二叠纪时遍布世界各地;而在古生代结束时,离片椎目的一些成员仍然繁盛了一段时间,是原始两栖动物中唯一延续到中生代的代表,有些甚至到中生代后期才灭绝,这些中生代的两栖类分布广泛、体型巨大,如三叠纪的乳齿螈,头骨长度就超过1米,主要生活在水中。
进入中生代后,现代类型的两栖动物开始出现。它们体表光滑而没有鳞甲,皮肤裸露而湿润,布满黏液腺,故被称为滑体两栖类。这种皮肤可以起到辅助呼吸的作用,有些两栖动物甚至没有肺而只靠皮肤呼吸。
最新成果
2006年的两栖动物明星是“中华胖螈”,它的发现曾引起公众极大兴趣。这是一种迄今为止世界上身材最短的蝾螈类化石,躯体脊椎(荐前椎)只有14枚。这种动物生活在距今1亿多年前的中生代,产地位于现在我国的辽宁凌源地区,王原将其命名为中华胖螈。
蝾螈类属于两栖纲有尾目,正好与蛙类的无尾目相对应。蝾螈类的生活习性与生理构造与蛙类大同小异。王原称,胖螈目前只发现这一件正型标本,所以十分珍贵。
在介绍两栖动物的最新研究成果时,王原认为主要有两大方面:一个体现在我国最早四足动物的研究上,即以晚泥盆世(距今约3.6亿年前)潘氏中国螈为代表的我国鱼石螈类四足动物的发现,这为四足动物的起源、早期演化和古地理分布提供了新的化石证据。
另一个则是我国中生代滑体两栖动物的研究成果,主要是与热河生物群相关的蛙类和蝾螈类,包括三燕丽蟾、北票中蟾、东方塘螈、奇异热河螈、中华胖螈等新型中生代滑体两栖类物种的发现和研究,为无尾类和有尾类相关门类的起源、早期演化以及系统发育关系的阐明提供了重要的实证。
待解之谜
作为第一批登陆的脊椎动物,两栖动物有着最长的发展历史,虽然国内外有许多两栖动物专家致力于相关研究,但关于两栖动物起源和演化的历史,现在仍然不很明确。
最早的两栖动物是出现于古生代泥盆纪晚期的鱼石螈和棘鱼石螈,它们拥有较多鱼类的特征,如尚保留有尾鳍,并且未能很好地适应陆地生活。鱼石螈和棘鱼石螈代表鱼类和两栖动物之间的过渡类型,但是新近的研究表明,它们只是两栖动物早期进化的一个旁支,不是其他两栖动物的祖先类型,真正最原始的两栖动物尚待发现。
两栖动物的祖先是肉鳍鱼类,但到底起源于哪类肉鳍鱼尚不明确。过去一般认为以泥盆纪的真掌鳍鱼为代表的总鳍鱼中的扇骨鱼类是两栖动物比较理想的祖先,但是新近的研究否认了这种说法,因此,两栖动物的祖先到底是肉鳍鱼类中的扇骨鱼类、空棘鱼类还是肺鱼类,尚待最新的研究发现。
在石炭纪和二叠纪还曾经生存着一类牙齿没有迷路构造的原始两栖动物,被归为壳椎亚纲。壳椎类多体型较小,非常特化,其中包括一些相貌奇特的成员,如二叠纪的笠头螈有着独特的三角形的头。古生代结束时,壳椎类是全部灭绝,还是部分种类演化为现代两栖类,目前还有较多争论。
“上述几条只是两栖动物'谜语’中的一小部分,从总体来看,随着新的化石证据不断出现,有关两栖类演化的奥秘将会一一得到解答。”王原说。 |