▎藥明康德內容團隊編輯
一顆3.8億年前的心臟 ， 可以告訴我們什么？在一篇近期的《科學》論文中 ， 由澳大利亞科廷大學領導的研究團隊借助最新的研究工具 ， 從一枚有頜魚化石中揭示了清晰的心臟、胃、腸道和肝臟三維結構 。 這一發現為理解脊椎動物的演化提供了重要線索 。
當遠古的動植物死去 ， 在合適的條件下 ， 土壤中的遺骸被其他礦物替代 ， 經過長期的變化形成化石——我們了解過去的重要窗口 。 不過 ， 通常情況下保存至今的化石都已經被壓扁 ， 只能留下二維形態 。
而在最新研究中 ， 研究團隊從西澳大利亞找到了一枚罕見地保留了三維形態的節甲魚類（arthrodires）化石 。 領導這項研究的KateTrinajstic教授表示 ， 遠古動物的軟組織很少能得到保存 ， 更不用說以三維的形式保存下來自3.8億年前的心臟化石 。
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▲這枚節甲魚化石保存了心臟等器官的三維形態（圖片來源：YasminePhillips,CurtinUniversity）
節甲魚在分類學上屬于盾皮魚類（placoderms） ， 是一種原始的有頜魚 。 我們知道 ， 頜的出現是脊椎動物演化的一個重要轉變 ， 使得它們擁有更高的呼吸與捕食效率 。 而這些早期有頜魚的器官形態 ， 可以幫助科學家追溯這段關鍵的演化故事 。
由于這枚化石嵌在石灰巖結核中 ， 為了不破壞化石結構 ， 研究團隊使用中子束和同步輻射源X射線 ， 對結核中的樣本進行了掃描 ， 并基于其中不同礦物的密度差異 ， 構建其器官的三維圖像 。
▲節甲魚化石心臟所在位置的模擬動畫（視頻來源：AliceClement）
這項研究首次展示了節甲魚心臟的三維模型 ， 其由兩個心室組成、較小的心室位居上方 。 研究還使得科學家首次看清原始有頜魚的所有主要器官 。 Trinajstic教授指出 ， 令他們意外的是 ， 這些特征與今天的器官有著巨大的差異 。
一個重要的差異在于 ， 它們的肝臟很大 ， 就如同今天的鯊魚 ， 成為它們的“浮力器官” 。 此外 ， 這些節甲魚的肺部也說明了重要的演化：今天一些硬骨魚的肺是由魚鰾演化來的 ， 但作者在已滅絕的盾皮魚身上并沒有發現這樣的證據 ， 說明硬骨魚的特征是此后獨立演化出的 。
Trinajstic教授指出 ， 這項突破有著重大意義：“人們常常認為 ， 演化是由一系列小的進展組成的 ， 但此次的遠古化石表明 ， 從無頜到有頜脊椎動物出現了一次巨大飛躍 。 ”
參考資料：
[1]KateTrinajstic,ExceptionalpreservationoforgansinDevonianplacodermsfromtheGogolagerst?tte,Science(2022).DOI:10.1126/science.abf3289
【《科學》：3.8億年前的心臟，揭示生命演化歷史】[2]NewCurtin-ledresearchdiscoverstheheartofourevolution.RetrievedSeptember15,2022fromhttps://www.eurekalert.org/news-releases/964491
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