死鱼为鳍和四肢的进化起源注入了新的生命

中国在岩石中出土的化石宝库可追溯到大约4.36亿年前，首次揭示了神秘的蜥蜴，一种无颚的淡水鱼，拥有成对的鳍。由脊椎动物古生物学和古人类学研究所的朱敏(MinZhu)、贝景和布里斯托尔大学地球科学学院的PhilipDonoghue教授领导的国际团队进行的这一发现，显示了成对的鳍在分离成胸鳍和骨盆鳍之前的原始状态，这是手臂和腿的前身。

到目前为止，唯一幸存的蜥蜴化石是头部，但这些新化石起源于湖南省和重庆的岩石，并以居住在该地区的土着土家族人的名字命名，包含了他们的整个身体。

关于脊椎动物鳍和四肢(手臂和腿的进化前身)的进化起源的理论比比皆是，主要基于比较胚胎学。有丰富的化石记录，但早期的脊椎动物要么有鳍，要么没有。几乎没有证据表明它们是逐渐进化的。

第一作者布里斯托尔大学的校友ZhikunGai说：“自从半个多世纪前首次发现伽棘皮动物以来，它们的解剖结构一直是一个谜。数以万计的化石来自中国，越南，但几乎所有的化石都只是头部-直到现在还不知道它们身体的其余部分。

“新的化石非常壮观，首次保留了整个身体，并揭示了这些动物拥有成对的鳍，这些鳍从头后部一直延伸到尾巴的尖端。这是一个很大的惊喜，因为人们认为大蜥蜴完全缺乏成对的鳍。

通讯作者Donoghue教授说：“Tujiaaspis通过从连续的头到尾鳍前体的进化分化，在进化时间中区分胸(臂)和骨盆(腿)鳍，为成对鳍进化的百年假说注入了新的活力。

“这种'鳍褶皱'假说一直很受欢迎，但到目前为止，它缺乏任何支持证据。对Tujiaaspis的发现使鳍褶皱假说复活，并将其与当代关于活脊椎动物鳍胚胎发育的遗传控制数据相协调。

北京VPP的通讯作者朱敏补充说：“土家鱼显示了成对鳍的原始状态，最初是进化而来的。后来的群体，如无颌骨追踪器，显示出肌肉胸鳍分离的第一个证据，保留了长骨盆鳍，这些鳍在下颚脊椎动物中减少到短的肌肉鳍，例如在颚状脊椎动物和鲨鱼等群体中。然而，我们可以在活的有颚鱼的胚胎中看到细长鳍褶皱的痕迹，这些痕迹可以通过实验来复制它们。关键问题是，为什么鳍首先以这种方式进化?

布里斯托尔的温贝托·费隆博士使用计算工程方法来模拟图家斯皮模型的行为，有和没有成对的鳍。合著者说：“图家蜘蛛的成对鳍充当水翼，被动地为鱼产生升力，而鳍本身没有任何肌肉输入。土家鱼的侧鳍褶皱使它能够更有效地游泳。

布里斯托尔的合著者约瑟夫·基廷博士模拟了成对鳍的进化。他说：“无颌脊椎动物化石显示出令人眼花缭乱的鳍类型，这引发了关于成对鳍进化的广泛辩论。

“我们的新分析表明，下颌脊椎动物的祖先可能拥有成对的鳍褶皱，这些鳍褶皱被分成胸部和骨盆区域。最终，这些原始的鳍进化出肌肉组织和骨骼支撑，这使我们的鱼腥祖先能够更好地引导他们的游泳并增加推进力。令人惊讶的是，在土家寺中看到的进化创新支撑着鸟类，鲸鱼，蝙蝠和人类等各种动物的运动。