芝加哥大学的古生物学家发现了第一块海鳗化石，海鳗是一种黏稠的类似鳗鱼的海洋腐肉动物。这具1亿年前的化石有助于回答这些古老的、没有颚的鱼类是何时从进化树上进化而来的问题，进化树上进化出了现代有颚脊椎动物，包括硬骨鱼类和人类。
这块化石名为Tethymyxine tapirostrum，是一条12英寸长的鱼，嵌在黎巴嫩白垩纪石灰岩中。它填补了化石记录中1亿年的空白，表明盲鳗与吸血七鳃鳗的关系比其他鱼类更为密切。这意味着盲鳗和七鳃鳗在大约5亿年前从脊椎动物的祖先中分离出来后，都进化出了类似鳗鱼的体型和奇怪的进食系统。
“这是对所有鱼类及其后代家谱的重大重组。这使我们能够确定海鳗区别于其他动物的独特特征的进化日期。
这一发现发表在本周的《美国国家科学院院刊》上。这具化石是芝加哥大学举世闻名的古生物学项目的最新突破性发现，该项目的研究领域涵盖了从数百万年前的化石到由它们进化而来的有呼吸的生物。
黏糊糊的东西泄露了秘密
现代盲鳗以其怪异、噩梦般的外表和独特的防御机制而闻名。它们没有眼睛，没有下颚，也没有牙齿来咬人，而是使用一种像尖尖的舌头一样的装置，从海底的死鱼和鲸鱼身上剔出肉来。当受到骚扰时，它们可以立即把周围的水变成一团黏液，堵住潜在捕食者的鳃。
一条正常大小的盲鳗在受到捕食者威胁时，可以把周围20升水变成黏液。(视频由宫下哲人提供)
正是这种产生黏液的能力泄露了Tethymyxine化石。Miyashita在斯坦福大学使用了一种叫做同步加速器扫描的成像技术来识别盲鳗石化时遗留在石灰岩中的软组织的化学痕迹。这些软组织很少被保存下来，这就是为什么很少有古盲鳗亲戚的例子可供研究。
扫描捕捉到角蛋白的信号，这种物质与人类指甲的成分相同。事实证明，角蛋白是使盲鳗黏液防御如此有效的关键部分。盲鳗的身体上有一系列腺体，这些腺体能产生小包裹的紧密缠绕的角蛋白纤维，由黏液-y黏液润滑。当这些包装袋碰到海水时，纤维就会爆炸，把水困在里面，把所有的东西都变成让鲨鱼窒息的污水。这些纤维非常结实，干燥后就像丝线一样;他们甚至被研究作为可能的生物合成纤维来制作衣服和其他材料。
Miyashita和他的同事们在化石上发现了超过100种角蛋白，这意味着远古的海鳗很可能是在海洋中出现了可怕的食肉动物，如蛇颈龙和鱼龙之后，进化出了它的黏液防御系统，而现在我们已经看不到这些食肉动物了。
Miyashita说:“我们现在有了一块化石，它可以把hagfish样的身体结构的起源推后数亿年。”“现在，下一个问题是，这将如何改变我们对所有这些早期鱼类谱系之间关系的看法。”
改变脊椎动物的谱系
新化石的特征有助于将盲鳗及其近亲列入脊椎动物谱系。过去，科学家们对它们的归属一直存在分歧，这取决于他们如何解决这个问题。那些只依赖化石证据的人往往会得出这样的结论:盲鳗是如此原始，以至于它们甚至不是脊椎动物。这意味着所有的鱼类及其脊椎动物后代都有一个共同的祖先，或多或少看起来像盲鳗。
但是那些研究基因数据的人认为盲鳗和七鳃鳗的亲缘关系更紧密。这表明现代的盲鳗和七鳃鳗在脊椎动物的族谱中是独一无二的。在这种情况下，盲鳗和七鳃鳗的原始外表是具有欺骗性的，所有脊椎动物的共同祖先可能更像传统意义上的鱼。
Miyashita的工作调和了这两种方法，利用化石中动物解剖的物理证据，得出了与遗传学家相同的结论:盲鳗和七鳃鳗应该与其他鱼类分开归类。
“从某种意义上说，这重新设定了我们如何理解这些动物的议程，”芝加哥大学有机体生物学和解剖学教授、这项新研究的合著者迈克尔·科茨(Michael Coates)说。“现在我们有了一个重要的证据，他们是一个不同的群体。虽然它们仍然是脊椎动物生物多样性的一部分，但我们现在必须更仔细地观察盲鳗和七鳃鳗，并将它们表面上的原始状态视为一种特殊的情况。
科茨是世界领先的进化生物学家之一，他发现了许多古代鱼类化石，这些化石改变了我们对早期脊椎动物谱系的理解。最近，他在2017年发表了一项关于2.8亿年前嵌合体化石的研究，该研究为这些鲨鱼状鱼类的早期发展提供了线索;2018年，他描述了一条来自德国的3.85亿年前的原始鲨鱼，发现鲨鱼并不像人们通常认为的那样原始。
在过去的几年里，古生物学家们越来越多地使用复杂的成像技术，但宫下的研究是迄今为止为数不多的使用同步加速器扫描来识别化石中的化学元素的研究之一。虽然在盲鳗化石中发现解剖结构是至关重要的，但他认为，它也可以成为一种有用的工具，帮助科学家发现用于修饰化石的油漆或胶水，甚至直接伪造标本。任何试图给化石标本添加香料的尝试都会留下化学指纹，这些指纹就像同步加速器扫描中的节日装饰品一样闪闪发光。
“Tetsuto在这里的表现给我留下了深刻的印象，”Coates说。“他用尽了所有不同的技术和方法，可以应用到这块化石上，从中提取信息，理解它，并彻底检查它。”
引文:《白垩纪特提斯海的盲鳗与早期脊椎动物系统发育中形态学-分子冲突的和解》，《美国国家科学院院刊》。2019年1月21日。DOI: 10.1073 / pnas.1814794116
资助:国家科学基金会和国家科学与工程研究理事会(加拿大)
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