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2018-05-17 13:23  贵网  进入贵社区   复制本文地址

西藏始攀鲈及其生境复原图,吴飞翔绘


西藏始攀鲈正模

 

中国有一个成语叫“缘木求鱼”,说的是爬到树上去捉鱼,比喻走错了方向是不可能达成目的的。可在18世纪,博物学家在印度真的发现了一种相传能爬树的神奇的鱼类——攀鲈。它可以跃出水面,翻越陆地,甚至爬到高高的棕榈树上。更不可思议的是,这种鱼类的近亲在2600万年前竟然出现在了青藏高原上。

生活在热带的现生鱼类为什么会出现在平均海拔4500米的高原?攀鲈不同寻常的现身让自己卷入了一场持续已久的关于青藏高原隆升之谜的激烈争论中。

鱼还能被水憋死

1792年,德国博物学家布洛赫第一次用“龟壳花鮨”之名记载了采自亚洲的攀鲈标本,后来称之为“龟壳攀鲈”。它们主要分布于南亚、东南亚和西中非热带低地。我国云南和广东的热带地区也有分布。

这种鱼既没颜值也没身材,一身大众银灰色,少数是土黄色。倒是它鳃盖边缘的锯齿,背鳍和臀鳍上锋锐的硬刺,隐隐显出一点硬朗的气质。事实上,攀鲈性情凶猛,它们甚至会暴食同类。

而且,自打出现,攀鲈就是靠着顽强的生命力行走江湖的。因为它是一种可以同时用鳃和“肺”呼吸的鱼类,离开水面照样可以生存。如果没有阳光暴晒,又有一定的湿度,它可以在陆地晃荡很长时间。极端情况下,大不了把自己埋在潮湿的土壤里,维持数周的生命也不成问题。

科学家猜测,这可能跟竞争和水体污染有关。这也意味着,当生存环境变化时,攀鲈能比其他鱼类活得更久。

不过,让它万分尴尬的是,身为一条鱼,它却可能被水活活憋死。原因是,攀鲈用于水中呼吸的鳃大大萎缩了,溶解氧利用不足。因此,它们只能生活在浅水里,每隔十几二十秒就得探出脑袋呼吸,一旦被困水下,就会因缺氧而晕厥甚至死亡。

来到陆地上的攀鲈,姿态十分逗趣。和人类一样,要想学会走,必先学会立。那么,攀鲈是靠什么立起来的?原来,它会尽可能打开两侧的鳃盖,凭借鳃盖边缘坚硬的锯齿,还有发达的胸鳍和腹鳍,像四肢一样地支撑起整个身体。

立起来的攀鲈也随之拥有了一条鱼本不该有的视野:它知道要越过哪片陆地去寻找新的栖息水域。行进中的攀鲈,必须使劲儿摇头摆尾,从而带动身体连爬带跳着向前,不但速度奇快,耐力也不一般。有养殖专业户亲眼见识过攀鲈顺着雨水跋涉了将近1公里。

至于攀鲈会爬树的说法,其实不过是民间传说。18世纪,一位丹麦博物学家曾经目睹过在树缝里爬动的攀鲈,并进行了科学记录,可在此之后,并没有更多证据可以证明这个说法。后来,现代鱼类学家澄清,陆地上行走的攀鲈可能是遭遇了鸟类,而被叼到了树桠上,偶然被人类遇见,才有了这个有趣的误会。

谜之器官——迷鳃

现生的攀鲈喜温暖湿热的环境,适宜温度在15 ℃~30 ℃之间,分布区海拔大多在500米以下,在河湖边缘、沼泽、稻田里常能见到它们的影子。中国最南端的地区还有食用这种鱼类的传统。所以,当它们的化石出现在平均海拔4500米、寒冷又干燥的青藏高原时,着实令人吃惊。

位于青藏高原纳木错北部的伦坡拉和尼玛盆地,是新近发现的古生物化石的富集地点,每年夏天都有古生物学家在那里探索作业。几十件保存完好的攀鲈化石就是在那两个地点距今约2600万~2400万年前的晚渐新世地层中被发掘出来的。

“根据外形判断,不难发现这些化石就是攀鲈科的鱼类,但直到把它们放到电镜下面,才坐实了它们与现代攀鲈的亲缘关系。”在堆满了鱼类化石的办公室里,中科院古脊椎所副研究员吴飞翔指了指旁边的电子显微镜。

电镜找到了最为关键的证据:它的鳃腔里有几块好似玫瑰花瓣的褶皱状薄片,那是由鳃骨特化而成的结构——迷鳃。

他解释道,现代攀鲈的迷鳃表面覆盖着呼吸上皮,有着丰富的毛细血管,而且不同于其他正常的鳃,通过迷鳃的血液会经由静脉回流到心脏。凭借这一器官,攀鲈才可以直接呼吸空气中的氧气,成为行走的鱼类。而且,由于迷鳃结构复杂,挤占了鳃腔大部分空间,导致它们无法在水中正常呼吸。

他还发现,迷鳃骨片上穿有孔洞,这一特征意味着迷鳃的发育程度更接近于在空气中呼吸能力最强的亚洲攀鲈。

除此之外,雄性化石攀鲈拥有一种多刺状触器,这一结构就长在它的脸颊上。在交尾时,雄鱼拥抱雌鱼,并用这一触器刺入雌鱼的身体,刺激它释放更多的卵子,确保受精的质量。这一系列发现都说明,青藏高原的化石攀鲈具有类似于现生攀鲈的生理和生态特征。

那么问题出现了,千百万年的演化可能让拥有相似生理特征的同类群生物适应两种反差巨大的生存环境吗?

答案是否定的。

演化使得化石攀鲈和现代攀鲈在尾骨骼结构上有很明显的差别。但那些决定其生态习性和环境偏好的解剖结构并没有变化。因此,吴飞翔认为它们所能适应的环境应该大致相同。

既然化石攀鲈也拥有迷鳃,对于布满那么多毛细血管的器官而言,低温会导致血液无法回流心脏而死亡。必要时上岸呼吸、行走,还需要保证一定的湿度,且紫外线辐射也不能太强。那么,2600万年前,化石攀鲈要想存活,同样只可能在足够温暖、潮湿的低地。这与今天化石产地海拔高(近5000米)、紫外线辐射强、低温(年均温约1.0℃)、水体溶氧量高的环境截然不同。

也许最简单和合理的推测是,晚渐新世的青藏高原内部,其实就曾是温暖潮湿的低地,在此之后经历了巨大的变化才演变成现在的样子。顺着这个思路,古生物学家就需要找到更多的化石证据来支持这一猜测。

牵涉一场持续已久的争论

事实上,就在发掘化石攀鲈的同层岩石里,古脊椎所的古生物学家还找到了相同环境下生存的植物化石。这一植物群落包括了典型的喜欢暖湿环境、叶型硕大的棕榈,菖蒲以及与浮萍类关系密切的天南星科水生植物。最近,他们又在同一层位发现了鲇鱼和蛙类化石。于是,他们认为,晚渐新世这一地区的生物群落与现在中国南部亚热带地区比较接近,且群落所在地海拔应该仅1000多米。同层的某些昆虫化石,也指示着相似的古海拔高度。

不过,这样一个生物群落所指示的古环境,与目前基于地质学、地球物理化学等数据而得出的推断有着不小的分歧。没料到,化石攀鲈的出现,竟牵涉了科学界关于青藏高原隆升历史持续已久的争论。

一方是来自近年来最有代表性且在国际上很有影响力的研究成果,基于稳定同位素分析而推测高原古高度。研究者们在此基础上建立了高原隆升模型,得出的结论认为,青藏高原的主体早在4000多万年前就已经达到现在的高度了。

不过,尽管同位素测古高程的方法发展很快,但目前还存在一定的不确定性,分析结果还需要其他学科的独立证据加以适当的补充和修正。

另一方观点综合了青藏高原考察的各种信息,认为自5000多万年前印度—亚洲板块碰撞以来,青藏高原的抬升过程经历了不同的阶段。其中,主体的快速隆升阶段应该发生在晚中新世甚至更晚。

古生物学支持的是后者。他们将今论古,通过鉴别化石群落,比较和分析与之最接近的现代群落的环境信息,从而重建古环境,推算古高度。

综合了鱼类、哺乳动物、植物化石的信息,古生物学认为在距今不到3000万年的渐新世晚期,青藏高原中心区域的海拔约在1000多米。

不同的化石所反映的环境信息之间是可以相互校准和佐证的。化石攀鲈由于其特殊的生理结构和生态习性为这段地质历史添加了有着较强约束力的新的独立证据。历史的真相只有一个,吴飞翔相信,不同的方法和观点之间也应该能够相互参照,从而让已有的高原隆升模式得到不断的完善和修正。

青藏高原是地球上最年轻也是最高的高原,它的出现是新生代以来全球环境变化至关重要的影响因素。普通人同样有理由好奇,地球“第三极”到底是何时出现,又是何时变成了现在的样子?

在科学家找到更全面确凿的证据之前,每一个人都可以选择寻找答案的方向。

作者:admin 来源:未知 

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