百科：9個轉(zhuǎn)折完成從魚到人的進化

只要是華人，就都知道并會被《白蛇傳》的凄美愛情故事打動，白蛇修煉了1000年才變?yōu)槿伺c許仙結(jié)為夫妻。但是，可惡的法海和尚硬是活生生拆散了這對夫妻，把白蛇永鎮(zhèn)在雷峰塔下。
　　拋去神話傳說的部分，從演化（進化）的歷程和本質(zhì)來看，人就是從動物演化而來。只不過，從低等動物到高等動物，再到靈長類動物，并從靈長類動物演化為人，經(jīng)歷了約5億年，而且人是從魚演化而來。顯然，這一從魚到人演化的科學(xué)結(jié)論比神話傳說中的蛇修煉（進化）到人經(jīng)歷了更長的時間，如果以蛇這類爬行類動物演化到人的時間來計算，沒有5億年那么長，也就是2～3億年。
　　過去，已經(jīng)有不少論文和著作闡述了從魚到人的漫長歷程，現(xiàn)在另一本書《征程：從魚到人的生命之旅》（以下簡稱《征程》）更是用9個大轉(zhuǎn)折證明人是從魚進化而來。
　　從魚到人的進化大致要經(jīng)歷下面的階段：
　　脊梁骨的起源
　　距今3億多年前，有一群肉鰭魚類偶然爬上陸地，演化成像大鯢一樣的古代兩棲類；在石炭紀末，某支古代兩棲類又演化出爬行動物；在距今2億多年前爬行類中的一支成功演
　　化出像老鼠一樣的哺乳類祖先；約6500萬年前，白堊紀恐龍滅絕后，哺乳類動物中的一支演化成猿；距今約600萬～700萬年前，終于演化出了人類。
　　從魚到人的歷程要經(jīng)過9個大事件，或9個精彩的轉(zhuǎn)折，第一個大轉(zhuǎn)折就是脊梁骨的起源。在現(xiàn)代人類和多數(shù)脊椎動物中，每個脊椎都由兩部分組成：椎體和神經(jīng)弓。研究人員在中國云南澄江的古生物群（距今5.7億年）發(fā)現(xiàn)的化石表明，盲鰻和七鰓鰻是最原始的現(xiàn)生脊椎動物，它們還沒有椎體，只有一個柱狀的、被稱為脊索的結(jié)構(gòu)支撐身體。

　　化石顯示，發(fā)育完全的骨質(zhì)脊椎是在志留紀的時候從兩個關(guān)系密切的類群中獨立演化而來，即輻鰭魚類（包括多數(shù)現(xiàn)生魚類）和肉鰭魚類（包括肺魚和總鰭魚），它們具有包含真正骨質(zhì)的脊椎。輻鰭魚類和肉鰭魚類又是從盲鰻和七鰓鰻，經(jīng)歷盔甲魚類、有頜魚類、各種盾皮魚類、軟骨魚類、硬骨魚類演化而來。
　　頜骨的出現(xiàn)
　　演化上的第二個大轉(zhuǎn)折是脊椎動物頜骨的出現(xiàn)。直到志留紀之前，脊椎動物還沒有演化出“頜”。到了志留紀，在中國云南曲靖距今4.23億年的瀟湘動物群中發(fā)現(xiàn)了世界上獨一無二的有頜脊椎動物化石。其中，一種被命名為鈍齒宏頜魚的硬骨魚，是目前為止志留紀最大的脊椎動物。鈍齒宏頜魚屬原始肉鰭魚類，體長可達1.2米，由于演化出了頜和牙，其牙齒適應(yīng)捕食帶硬殼的獵物，可能在食物鏈中占據(jù)較高的位置。
　　頜的作用不只是捕食，如咬穿獵物喉嚨、切碎研磨植物、從海水中過濾藻類等，同時可用來啃咬和反抗捕食者。這也讓有頜魚類向前演化擁有了更好的基石。
　　魚兒離開水
　　演化上的第三個大轉(zhuǎn)折是魚兒離開水。中國的俗語稱，魚兒離不開水，指的是到了陌生環(huán)境的人無法生存。但是，在演化史上，到了泥盆紀，陸陸續(xù)續(xù)有一些魚類嘗試著離開水到另一個世界——陸地去求生。不過，唯一真正適應(yīng)和征服了陸地環(huán)境的，只有肉鰭魚類。因為，它們在尋覓新大陸時做好了準備，擁有了強健有力的“肉質(zhì)的鰭”和能夠呼吸空氣的肺。例如，早期的彈涂魚具有在陸地上呼吸的一定能力，并且能用胸鰭支撐身體在陸地上移動。
　　但是，早期的四足動物——肉鰭魚類的四肢很可能更多的是用于游泳而不是行走。在寧夏中寧縣石峽溝發(fā)現(xiàn)了距今約3.55億年泥盆紀時期的中國螈化石后，研究人員才確信，這是即將離開水的奇怪魚類。這一成果也由中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所朱敏博士、趙文金博士與英國自然博物館阿爾伯格博士等人發(fā)表在2002年12月出版的英國《自然》雜志上。
　　先有蛋后有雞
　　演化上的第四個大轉(zhuǎn)折是先有蛋后有雞。先有蛋還是先有雞的爭論一直困擾著人們，然而從魚到人的演化證實，先有蛋后有雞一點沒錯。四足動物誕生于泥盆紀晚期，到了石炭紀早期的中段，它們中的一些已經(jīng)能在陸地上自如行走了，但是，它們繁衍仍需回到水中，或至少是在潮濕的環(huán)境，因為四足動物產(chǎn)下的是有膠質(zhì)“外衣”的軟卵，沒有真正硬的外殼，不能保護卵，所以需要把卵產(chǎn)在水中或潮濕的環(huán)境。為了適應(yīng)陸地的繁衍，登陸的四足動物演化出了以“羊膜卵”來繁衍后代，這種卵被包裹在4層膜結(jié)構(gòu)的襁褓中，包括卵黃囊、尿囊、絨毛膜和羊膜，從而能保護卵。

　　化石記錄中最早的羊膜卵屬于蜥腳型恐龍，在三疊紀、侏羅紀交界時期的阿根廷、南非和中國都發(fā)現(xiàn)了羊膜卵。三疊紀晚期的恐龍化石見于云南的祿豐盆地等極少數(shù)地區(qū)，侏羅紀時期的恐龍化石在四川、云南和貴州都有發(fā)現(xiàn)，白堊紀時期的恐龍化石則多出現(xiàn)于中國北方的內(nèi)蒙古、黑龍江和山東等地。在位于貴州西南部關(guān)嶺縣新鋪鄉(xiāng)的關(guān)嶺生物群（形成于距
　　今約2.2億年的晚三疊紀時期），就有魚龍、海龍和楯齒龍。
　　這些恐龍的蛋就是羊膜卵的一種，人們每天早上吃的雞蛋也屬于羊膜卵的一種，而烏龜、蛇和鱷魚等爬行動物的蛋也都屬于羊膜卵。從演化過程看，羊膜卵的出現(xiàn)遠早于任何一種像雞的動物的出現(xiàn)。但是，和硬殼的雞蛋不同的是，早期羊膜卵的卵殼大概是革質(zhì)的。
　　重返海洋
　　演化上的第五個大轉(zhuǎn)折是重返海洋。在演化的歷史上，羊膜動物從海洋到達陸地，但后來，又有很多羊膜動物部分或完全轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｉ纳罘绞?，反演了早期四足動物逐漸向陸地演化的歷史，也多多少少證實了美國科學(xué)家查爾斯·達文波特提出的一個觀點，即人類存在一個“愛海基因”，盡管在人類中沒有獲得驗證，但在羊膜動物的進化中存在這種現(xiàn)象。最先回到海洋中的羊膜動物是中龍，它們生活在二疊紀早期，屬于一個被稱為“副爬行動物”的爬行動物支系，其中的大部分成員都是陸生動物。一種在貴州發(fā)現(xiàn)的腫肋龍——胡氏貴州龍的化石就表明，它是三疊紀時代重返海洋的羊膜動物。羊膜動物已經(jīng)適應(yīng)了陸地挑戰(zhàn)，它們的卵也能在陸地上正常發(fā)育，卻為何要重返海洋?？茖W(xué)家的解釋是，好像與泥盆紀晚期的（海生）脊椎動物為了讓自己捕食陸生的節(jié)肢動物，同時避開水生的競爭者和捕食者而登上陸地一樣，若干年后，那些后石炭紀的羊膜動物同樣可以為了吃到海鮮，并避開陸生的敵人而返回海洋。
　　哺乳動物的悄然興起
　　演化上的第六個大轉(zhuǎn)折是哺乳動物的悄然興起。在脊椎動物演化進程中最突出、最壯觀的參與者當(dāng)屬哺乳動物，這其中就有演化為人類的胎盤類哺乳動物。在地質(zhì)年代上，新生代被稱為“哺乳動物的時代”。雖然真正的哺乳動物在距今1.6億年的侏羅紀中期就出現(xiàn)了，但是直到約6500萬年前的恐龍滅絕后，哺乳動物才在脊椎動物的演化歷程中開始占據(jù)顯要的位置。
　　現(xiàn)代哺乳動物包含3個主要的類群，卵生的單孔類、有育兒袋的有袋類和人類所屬的有胎盤類。哺乳動物與其他脊椎動物最重要的不同是，其顱骨和下頜骨的連接關(guān)節(jié)由鱗骨和齒骨構(gòu)成。在進化中，脊椎動物的齒骨因越變越大而與鱗骨碰到一起，從而促成了一個新的頜關(guān)節(jié)——齒骨鱗骨關(guān)節(jié)的形成。摩根齒獸和中國尖齒獸（生活在中國云南祿豐盆地下祿豐組深紅層侏羅紀早期）都具有這種新型的頜關(guān)節(jié)，但齒骨后骨仍然存在，關(guān)節(jié)骨也仍然與方骨相連。它們的另外特征是，具有毛發(fā)、體溫相對高且穩(wěn)定、雌性能產(chǎn)奶并哺乳幼崽。在中生代末期的動物大滅絕后，摩根齒獸和中國尖齒獸成為脊椎動物演化過程中的主角。
　　飛上藍天
　　演化上的第七個大轉(zhuǎn)折是飛上藍天。在脊椎動物的演化歷史上，真正的飛行只出現(xiàn)過3次，分別是蝙蝠、鳥類和翼龍。能演化出飛向藍天的技能既需要適宜的器官——翅膀，又需要飛行的技術(shù)——翱翔。這就是通過滑翔與振翅的交替方式來減少飛行能耗，或者利用合適的氣流來保持長時間的滑翔而不必扇動翅膀。第一個能飛行的脊椎動物是翼龍，在新疆白堊紀早期發(fā)現(xiàn)的一種翼
　　手龍類——魏氏準噶爾翼龍化石就證明，在中國的生物演化中，出現(xiàn)了飛上藍天的演化事件。
　　生物能夠飛上藍天意味著，它們打破了重力的束縛，并且能躲避捕食者，還能在樹梢等遠離地面的地方棲息和覓食，以及當(dāng)本地生活環(huán)境變得艱難之時而去尋找“更綠的”棲息地，由此獲得了更多的生存空間，也演化出了新的生活方式。
　　羽毛的產(chǎn)生
　　演化上的第八個大轉(zhuǎn)折是羽毛的產(chǎn)生。從演化的角度看，羽毛具體產(chǎn)生的時間很難確定。在現(xiàn)代脊椎動物中，只有鳥類才有羽毛，沒有羽毛，鳥類將無法飛上天。然而，化石記錄清晰地顯示，羽毛最初與飛行無關(guān)。支持這一結(jié)論的化石證據(jù)來自熱河生物群（生活在中生代晚期，分布于中國北方、蒙古、西伯利亞以及朝鮮和日本等東亞地區(qū)的一個繁盛的生物群，中國遼西地區(qū)是研究熱河生物群的經(jīng)典地區(qū)），最初源于1996年原始中華龍鳥的發(fā)現(xiàn)、描述和命名。中華龍鳥是一種小恐龍，其化石標本上保存的成簇成束的絲狀物只能被解釋為一種早期的絨羽。這也證明，鳥類的祖先是恐龍。
　　但是，恐龍要羽毛來干什么？一個可能性是，這些如絨毛狀覆蓋于大多數(shù)皮膚表面的羽毛的作用是為了保溫。后來，羽狀的羽毛僅見于竊蛋龍類、恐爪龍類和鳥類。羽尾龍就是熱河生物群中原始的竊蛋龍類，在手部、前臂和尾部擁有真正的羽毛。從這些情況來看，演化中翅膀的形成不僅僅用于飛翔，還會用來保持平衡，如現(xiàn)代的不會飛的鴕鳥在奔跑時的動作。
　　人類的黎明
　　演化上的第九個大轉(zhuǎn)折是人類的黎明。最近幾十年，越來越多的證據(jù)，特別是遺傳學(xué)的證據(jù)顯示，人類與非洲的現(xiàn)生猿類——黑猩猩的親緣關(guān)系特別近。人類與黑猩猩的共同祖先可能生活在距今500萬～700萬年前，人與黑猩猩的共同祖先（從這個祖先演化出了人類和黑猩猩）更像黑猩猩而不像人。換句話說，在脊椎動物的演化歷程中人類很晚才從猿類中演化出來，但不是從任何現(xiàn)生的類人猿演化出來的。黑猩猩的兩大類——黑猩猩和倭黑猩猩都生活在非洲，所以查爾斯·達爾文在《人類的由來》一書中提出，人類早期的祖先也很可能生活在“黑色大陸”。
　　現(xiàn)在更多的證據(jù)證明，這個假說是對的。從黑猩猩的共同祖先分化出來的最早期的人族成員包括原初人土根種、撒海爾人乍得種、地猿始祖種，以及比地猿始祖種稍晚的、生活在距今約440萬年前的地猿卡達巴種。除了撒海爾人來自中北非的乍得，其他人類家族的早期成員都生活在東非的肯尼亞和埃塞俄比亞。
　　大約25萬年前，非洲古老型的人類演化出了解剖學(xué)意義上的現(xiàn)代智人。這些人中至今還有一些留在了非洲，并分化為現(xiàn)今所見的很多不同的少數(shù)民族部落；其他一些則遷徙到歐亞大陸，并逐漸分布到全世界。在此過程中，他們與當(dāng)?shù)氐哪岚驳绿厝嘶蚱渌嬖诘娜祟惙N群可能有一定的雜交。
　　殊途同歸的證明
　　在《征程》之前，也有很多關(guān)于進化的著作，比較起來，該書與其他著作有相似和相同的描述，例如比較著名的有美國的尼爾·舒賓所
　　著的《你是怎么來的──35億年的人體之旅》。舒賓和他的團隊花了6年時間于2004年7月初，在北極的埃爾斯米爾島發(fā)現(xiàn)了證明從魚類過渡到兩棲類的魚——提克。提克是因紐特語“提塔利克魚”的簡稱，意為大型淡水魚，這是一個兼具水生和陸生動物特點的魚化石。
　　提克像魚一樣，背后有鱗，還有帶蹼的鰭。但像早期的陸生動物一樣，它有一個扁平的頭和脖子。如果往鰭里看，可以看到對應(yīng)于上肢的骨骼、前肢骨，還有手腕的一部分。它的關(guān)節(jié)也在那里，這是一條長著肩膀、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)的魚。所有這一切都藏在帶蹼的鰭里面。
　　這個化石的意義在于，它確認了古生物學(xué)上的一個推斷：提克不僅是兩個不同物種之間的過渡，而且是在地球歷史中正確的年代和正確的遠古環(huán)境中找到的。它隱藏于3.75億年前的遠古的溪流中形成的巖石。
　　這個證明從魚到人演化的化石與《征程》一書提供的化石證明極其相似，即第二個大轉(zhuǎn)折和第三個大轉(zhuǎn)折的出現(xiàn)——脊椎動物頜骨的出現(xiàn)和魚兒離開水。本文前面提到在中國云南曲靖距今4.23億年的瀟湘動物群中發(fā)現(xiàn)了有頜脊椎動物化石，其中一種是鈍齒宏頜魚，這似乎與提克的演化年代和性質(zhì)一樣。由此也證明，在世界其他地方，如中國，生物的演化有相似、相同的歷程。中國有大量天賜的、可觀的化石記錄，從寒武紀的生命大爆發(fā)到中生代帶羽毛的恐龍化石，能幫助人們一點點還原出脊椎動物的演化歷史。中國脊椎動物的演化并不是獨立發(fā)生的，它們其實是這個星球上更大規(guī)模的動物演化的一個縮影。
　　人類進化兩種假說的交鋒
　　人類起源目前有兩種假說，一是“非洲起源說”，二是“多地區(qū)起源說”。前者認為，現(xiàn)代人類起源于20萬～25萬年前的非洲，然后在大約10萬年前走出非洲，并完全取代了其他地區(qū)的古人種。這一取代過程未伴隨明顯的與原住人群的基因交流。由此，非洲以外的直立人和早期智人都是人類演化樹上的旁枝，地球上所有現(xiàn)生人群均為非洲晚期智人的后裔。
　　后者認為，現(xiàn)代人是在4個地區(qū)出現(xiàn)并連續(xù)進化，而且在各個地區(qū)之間都有基因交流。史前的進化史描寫完全不清楚。直到現(xiàn)在，人們對生物演化史中祖先的起源問題還不能下一個確鑿無疑的結(jié)論?，F(xiàn)代人類起源的地點、時間、各人類種群間的譜系關(guān)系，甚至還包括遷徙，一切的細節(jié)都并不充分，零星的化石發(fā)現(xiàn)還無法做出定論。
　　《征程》一書在人類的黎明這一大轉(zhuǎn)折中盡管引用了中國科學(xué)院院士吳新智的多地區(qū)起源說，但顯然采用和認同非洲起源說。盡管“北京人”是在中國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的早期人類，但是，研究人員對“北京人”的定論還不確定?！氨本┤恕痹诜诸悓W(xué)中被歸入人屬，在脊椎動物演化的大軍中，應(yīng)屬于我們現(xiàn)代人類的一部分。但如果他們生活在今天，很難講是否應(yīng)把他們視為“人類”，還是僅僅作為某種獨特的、似人靈長類動物。
　　由于研究中國人的起源太缺少化石方面的證據(jù)，同樣贊同多地區(qū)起源說的中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員黃萬波提出，大三峽是中國人類的發(fā)祥地。自200萬年前到現(xiàn)代智人，都有化石發(fā)現(xiàn)。然而，不可否認的是，中國地區(qū)現(xiàn)代人類化石中距今5萬～10萬年有一段缺失。在長江、黃河流域發(fā)現(xiàn)的古人類遺跡中，至今還缺少更新世晚期人類化石一環(huán)。
　　人類的非洲起源說和多地區(qū)起源說都存在難以解釋的環(huán)節(jié)。如果是非洲起源說，非洲的早期人類是如何進入亞洲和中國，又是怎樣演化出了與白人、黑人不同的膚色和解剖特征的中國人？多地區(qū)起源說當(dāng)然可以獲得一些支持，在世界各地都有著大同小異的從魚到人的演化史，例如可以找到從魚到爬行動物頜骨的出現(xiàn)，從邏輯上推論，也可以在各地區(qū)找到人類演化的相似軌跡，即在不同地區(qū)演化出了相似的人類，但是，他們是如何進化的，仍然缺乏證據(jù)，正如“北京人”是否為中國人的祖先難以確定一樣。