生命往往都是由水生到陸生進(jìn)化，但有時(shí)候一些物種會(huì)選擇相反的方向。
在生命之樹上，大多數(shù)物種都是從水生往陸生進(jìn)化的，但有時(shí)候一些物種會(huì)選擇相反的方向。中生代時(shí)期，已經(jīng)滅絕的現(xiàn)代鱷魚近親——海鱷亞目動(dòng)物在經(jīng)過漫長(zhǎng)的半水生生活后，又冒險(xiǎn)重返海洋。
在對(duì)它們內(nèi)耳結(jié)構(gòu)的研究中，研究人員們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)進(jìn)化過程中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在這個(gè)過程中，海鱷的骨骼逐漸適應(yīng)了深海環(huán)境，尤其是內(nèi)耳前庭系統(tǒng)的適應(yīng)性進(jìn)化增強(qiáng)了它們游泳的能力。
與快速適應(yīng)水生生活的鯨魚相比，雖然它們都是重返深藍(lán)，走的卻是兩條截然不同的進(jìn)化之路。
這些新發(fā)現(xiàn)是一個(gè)國(guó)際研究小組通過使用佳能高科技計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)掃描來(lái)自萊布尼茨動(dòng)物園和野生動(dòng)物研究所(Leibniz-IZW)的化石，并比對(duì)之后得出。研究結(jié)果近期發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
海鱷生活在大約1.82億到1.25億年前的中生代時(shí)期，從陸生生活逐漸進(jìn)化成了海洋獵手。英國(guó)愛丁堡大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究小組，研究了它們從陸地到海洋的進(jìn)化過程。
他們將研究重點(diǎn)聚焦在了內(nèi)耳——脊椎動(dòng)物最重要的感覺系統(tǒng)之一。
為涵蓋鱷形超目大部分進(jìn)化歷史，他們利用高分辨率的CT對(duì)從三疊紀(jì)早期到白堊紀(jì)的18只海鱷頭骨進(jìn)行了掃描，并將結(jié)果和現(xiàn)代鱷魚進(jìn)行對(duì)比，揭示了海鱷內(nèi)耳前庭系統(tǒng)的變化，特別是在平衡感知和空間定位中起著重要作用的骨迷路的變化。
萊布尼茲動(dòng)物園和野生動(dòng)物研究所的科學(xué)家和CT專家Guido Fritsch解釋說(shuō)：“在從陸生到水生的過程中，海鱷的骨迷路逐漸縮小、增厚變得緊湊，這讓人聯(lián)想到其它海洋爬行動(dòng)物和鯨魚縮小的骨迷路。已經(jīng)滅絕的陸生生活鱷魚骨迷路要更高更窄，包括現(xiàn)代鱷魚在內(nèi)的大多數(shù)半水生鱷魚的骨迷路要比陸生生活的近親骨迷路更長(zhǎng)更緊密?！?/p>
這些結(jié)果表明，動(dòng)物內(nèi)耳的形態(tài)與其棲息地有著密切的關(guān)系。
有意思的是，海鱷耳內(nèi)的骨迷路，在經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)數(shù)千萬(wàn)年的半水生生活后才逐漸縮小。首先，它們的骨骼先發(fā)生了變化，四肢特化成鰭，同時(shí)身體逐漸呈流線型以適應(yīng)水生生活。直到海鱷進(jìn)入更深更開闊的水域后，為應(yīng)對(duì)感官需求的變化，它的內(nèi)耳才發(fā)生變化。
這與鯨魚完全不同。鯨魚的內(nèi)耳骨迷路在它們從陸地過渡到水生生活后不久就變小了，沒有經(jīng)歷中間半水生生活時(shí)期。
未來(lái)的研究將探索水生生活的動(dòng)物內(nèi)耳骨迷路變小的優(yōu)勢(shì)，研究海鱷進(jìn)入水中生活時(shí)，內(nèi)耳的適應(yīng)性進(jìn)化速度，以及其它一些感官如何隨著這一轉(zhuǎn)變而進(jìn)化。
（部分圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
◎編譯 | 攀汗
◎?qū)徃?nbsp;| alone
◎責(zé)編 | 程建蘭
◎期刊來(lái)源 | 《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》
◎期刊編號(hào) | 0027-8424
◎原文鏈接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/fb-hcr061820.php
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