非洲肺鱼在受控的条件下展示行走行为

 

《美国国家科学院院刊》发表的大量视频分析,展示了非洲肺鱼不仅能够使用它瘦弱的下肢从地面抬起身体，而且能够向前移动。这两种能力先前被认为是早期四足动物的起源，有肢体的原始陆地居民比肺鱼的祖先出现的更晚。

 

这个观察导致了陆地生活的进化事件顺序的重新洗牌。它同样表明长期以来被认为是早期四足动物的化石足迹很可能是肺鱼的祖先肉鳍鱼留下的。

 

有机生物和解剖学专家玛丽娜-霍尔博士说：“在许多足迹里，动物们的足迹是交替存在的，这表明它们一定是四足行走在一个固体基质上留下来的。我们已经发现从根本上不同形态的水栖动物且不是四肢的，能够可能留下很相似的足迹。

 

在古生物群体里，肺鱼是一种普遍的宠物，因为独特的进化遗产而变得富有。

 

这个项目的领导者，研究生希瑟-金说：“依照在肺鱼与鱼类和与四肢动的物联系，它们处在一个伟大而特殊的位置。肺鱼与那些能够进化并且从水中到达陆地的动物有很大的关系。但是那是经历了如此漫长的时间，除了肺鱼以为几乎所有的都灭绝了。

 

当关于这些怪鱼所谓的行走行为的传言在科学界散布时，没有人系统的观察到它们行为的生物力学。合作研究者迈克尔-科茨实验室里的一条非洲肺鱼启发了金来研究这个物种使用瘦弱四肢行走的能力。

 

金和他的同行们设计了一个特殊的水槽，从水槽的侧面和底部能够进行录像来深入分析鳗鱼的移动。视频显示鳗鱼通常使用它们的后部的或者说是骨盆的肢体来抬高身体并推动它们前行。研究者发现尽管前肢看起来和后肢一样，但是它们并不参与移动。

 

金说：“这就是我们能从一个活的动物哪里得到的所有信息。因为如果你只是观察骨骼或者化石，你将永远不会了解这些动作的出现。

 

肺鱼也展示了全部“边界”动作，它的两个肢体同时移动并交替四肢进行行走。加上肺鱼完全旋转四肢并将每一个后面的脚步放到关节前面的能力，这个行为表明相似的生物能够产生一些被归类为四足动物的足迹化石。

 

生物学和解剖学教授科茨博士说：“把一些交替的足迹归类为就像肺鱼一样的早期四足动物是有风险的。可是我们已经得到证据，现存的肺鱼能够留下类似的足迹顺序。对于四足动物来说独一无二的使用鱼鳍或者肢体，事实上是非常普遍的。

 

研究者猜测肺鱼能够使用瘦弱的肢体支撑身体的能力或许能帮助它减少水下的地心引力。通过肺中充满的空气，肺鱼能够增加前端的浮力，这样就能使骨瘦如柴的后肢来移动整个身体离开地面。

 

研究的合作者，生物和解剖学教授尼尔博士说：“如果你向我展示这个生物的骨骼并且同我打赌它是否行走，我将赌它不能行走。它们的鳍片看起来是最不可能的行走工具，但是它展示了在水生介质中的行走能力，在水生介质中你不必自己抵抗地心引力。

 

这个发现表明，许多从水中到陆地的过渡是发展所必须的，这已经在早期的四足动物中发生，例如在海岸上迈出第一步的提塔利克鱼。在足趾动物和陆地居住动物出现的数百万年以前，肺鱼的肉鳍鱼祖先也和四足动物一样，已经进化了后肢推进力，并有能力在小湖的水底进行行走。

 

尼尔说：“这向我们展示了涉及到行走行为起源的步骤，我们从肺鱼那里得到一个很好的例子，证实了水底行走的鱼是如何轻易的留下和四足动物很像的足迹。”