弗林德斯大學的研究人員發現了更多關於一種古老魚類的細節,這種魚與約 3.8 億年前最終從水中登上陸地的第一批動物密切相關。
科學家們利用先進的中子成像技術,檢查了 Koharalepis jarviki 的頭骨和腦殼。這是一種生活在泥盆紀(常被稱為「魚類時代」)的大型掠食性魚類。該化石在南極洲的拉什利山脈地區被發現,是目前已知唯一的一塊標本。
高科技成像技術解鎖古老解剖結構
研究團隊採用非破壞性掃描方法,得以窺探化石內部,研究數億年來一直隱藏的結構。
弗林德斯大學研究員、新發表於《生態學與演化前沿》期刊的合著者 Alice Clement 博士表示:「這塊珍貴的化石屬於 Canowindridae 這個類群,突顯了澳洲與南極洲之間的古老連結。」
Clement 博士來自科學與工程學院,她說:「研究泥盆紀『魚類時代』的這類標本非常重要,當時的水域中充滿了像這種與陸地動物(四足動物)密切相關的掠食性肉鰭魚。」
Koharalepis 屬於 Canowindrid 科,這個魚類群曾遍布東岡瓦納大陸,其化石現已在南極洲和澳洲被發現。科學家們認為這些魚是後來演化成陸地動物的最早四足脊椎動物的近親。
水陸過渡的線索
弗林德斯大學古生物學實驗室的博士候選人、本研究的主要作者 Corinne Mensforth 表示,這塊化石特別有價值,因為它保存了頭骨的內部骨骼。
「我們選擇聚焦於 Koharalepis,因為它是該科中唯一保存了頭骨內部骨骼的化石,這為我們提供了對其腦殼和神經解剖結構的寶貴見解。」
掃描結果顯示,該魚的腦部結構與與從水生到陸生演化過渡相關的物種相似。
「我們發現證據表明,Koharalepis 的腦部結構與那些處於脊椎動物水陸過渡時期的魚類相似。」
「我們還發現了適應水面附近生活的特徵,包括頭骨頂部的開口,用於額外的空氣攝取,以及大腦中一個能偵測光線和晝夜節律的器官。」
研究人員認為,這些特徵可能幫助該動物在淺水環境中生存,因為在這些環境中,靠近水面的氧氣供應很重要。
古代掠食者不僅依賴視覺
這項研究也揭示了 Koharalepis 在其環境中的行為方式。這種魚身長約 1 米,很可能是一種伏擊掠食者,在淡水系統中獵食較小的動物。
「Koharalepis 身長約 1 米,是一種伏擊掠食者,以其環境中的其他小型動物為食,而且牠的眼睛相對較小,牠必須嚴重依賴其他感官來捕捉獵物。」
弗林德斯大學榮譽教授 John Long 曾參與 1992 年首次描述 Koharalepis 的早期研究,他表示現代成像技術使得在不損壞化石的情況下研究其內部結構成為可能。
「這使我們能夠理解 Koharalepis 的行為、適應性及其與環境和其他四足動物相似魚類的關係,以及魚類是如何在大約 3850 萬年前首次離開水體並在陸地上生活的。」
新的發現為脊椎動物如何從水生生物演化為能夠在陸地上生活的動物的故事,提供了又一重要片段。
該研究「透過同步和中子斷層掃描揭示的南極洲晚泥盆紀肉鰭魚 Koharalepis jarviki (四足動物形態類;Canowindridae) 的新數據」(2026),作者為 Corinne L Mensforth、John A Long、Joseph J Bevitt(澳洲中子散射中心,ANSTO)和 Alice M Clement,發表於《生態學與演化前沿》期刊。
該研究得到了澳洲研究委員會(DP 200103398)的支持,並得到了澳洲博物館的 Matthew McCurry 博士和澳洲核科學技術組織的 Anton Maksimenko 的額外協助。
