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這項研究中的一個魚化石的CT掃描。貸方:uux.cn/布拉索先生和卡斯蒂略先生
（神秘的新分析地球uux.cn）據(jù)倫敦帝國理工學(xué)院：一項對古代魚類骨骼和肌肉的新分析為動物(包括我們?nèi)祟?的肩膀如何進化提供了新線索。
肩帶——人類支持手臂運動的釋肩骨骼和肌肉結(jié)構(gòu)——是進化“新奇”的經(jīng)典例子。這是膀何一個新的解剖學(xué)特征出現(xiàn)的地方，沒有任何明顯的進化前兆；在沒有確鑿證據(jù)的地方，哪一個特征明顯地導(dǎo)致了另一個特征。對古代魚
這項新研究匯集了一系列進化研究技術(shù)，新分析包括化石、釋肩發(fā)育生物學(xué)和比較解剖學(xué)，膀何提出了一種新的進化方式來研究肩膀等主要解剖特征是如何進化的。
由倫敦帝國理工學(xué)院的對古代魚馬丁·布拉索博士和自然歷史博物館的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的這項研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《自然》雜志上。
關(guān)于肩部起源的新分析一種理論是，它是釋肩魚體兩側(cè)成對形成鰭的一部分，這種進化使魚能夠更好地控制游泳，膀何并最終促使魚從水中游向陸地。進化“鰓弓”假說表明，這些鰭是從支撐鰓的骨“環(huán)”進化而來的，鰓也形成了肩膀。然而，很難為這一假設(shè)收集任何證據(jù)，因為這些特征很少保存在化石中。
關(guān)于鰭如何形成的另一種理論是“鰭折疊”假說，認為成對鰭的前身是從魚兩側(cè)的一排肌肉進化而來的。自從這兩個理論被提出以來的150年里，這個理論已經(jīng)獲得了許多支持性的證據(jù)，但是它不能解釋相關(guān)的肩帶是如何進化的。
現(xiàn)在，通過重新分析肩胛骨出現(xiàn)后不久的一個古代魚類頭骨化石，以及其他證據(jù)，研究小組認為真相可能存在于鰓弓假說的修改版本中，該版本與鰭褶假說相一致。
研究小組觀察的化石是一種盾形動物，屬于Kolymaspis sibirica物種，生活在大約4.07億年前，是最早的長有下顎的魚類之一。該化石有一個保存完好的大腦外殼，即記錄大腦印記和其他特征的頭骨內(nèi)部堅硬部分。
化石魚頭骨的CT掃描側(cè)視圖。貸方:uux.cn/布拉索先生和卡斯蒂略先生
布拉索博士意識到，盡管這些化石中的鰓弓保存不佳或缺失，但它們的證據(jù)可能在大腦中保存完好:包圍大腦并支持眼睛和耳朵等感覺結(jié)構(gòu)的軟骨或骨質(zhì)“盒子”。大腦案例顯示了一個奇怪的頭肩關(guān)節(jié)，突出了肌肉和血管的配置。
通過將有頜魚類化石的這一特征與其前身無頜魚類的大腦特征進行比較，他和他的團隊發(fā)現(xiàn)了兩者進行比較的新方法。他們發(fā)現(xiàn)這種不尋常的頭肩關(guān)節(jié)與早期魚類的鰓弓有相似之處，這表明正是這些關(guān)節(jié)在早期階段被保留下來并整合到肩部的形成中。
雖然大多數(shù)無顎魚有5-20個鰓弓，但有顎魚幾乎不會超過5個。結(jié)合這一點和新的大腦案例證據(jù)，研究小組認為第六鰓弓與肩膀融為一體，成為區(qū)分頭部和身體的重要分界線。有趣的是，無頜魚鰭的血液供應(yīng)出現(xiàn)在第六和第七鰓弓之間。
帝國理工學(xué)院生命科學(xué)系的布拉索博士說:“鰓弓似乎與早期通過肩膀分離頭部和身體有關(guān)。但是我們已經(jīng)沒有鰓弓了——雖然肩膀是以它們?yōu)槟０宓模鼈兘裉煲呀?jīng)不需要存在了。”
“這與早期的一些研究一致，這些研究表明，肌肉可以保持高度穩(wěn)定，而支撐它們的特定骨骼會逐漸取代另一個。鰓弓可能已經(jīng)完成了它們的使命，隨著肩膀呈現(xiàn)出新的形態(tài)，包括支撐我們的脖子等東西，它們已經(jīng)被取代了。”
這一發(fā)現(xiàn)也意味著這對鰭是如何進化的并不一定非此即彼。布拉索博士補充說，“我們的研究表明，在不全盤接受其中一種理論的情況下，這兩種理論都有其優(yōu)點。相反，我們可以將重疊的區(qū)域合理化。”
自然歷史博物館的研究員Zerina Johnson博士補充說:“該團隊下一步將專注于自然歷史博物館的魚類化石收藏標本。這將包括有鰭但沒有明顯肩帶的無顎魚。
“我們目前正在處理許多千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)，我迫不及待地想看看這些重要的標本將為這個故事增添什么。”
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