肺鱼在生物进化史上具有什么意义?4亿年进化肺鱼离水可活4年
对于一般人的认知,鱼儿离开水就活不成了,等到河流干涸了再想吃新鲜的鱼就难了,当然作为鱼类,它们也深知水的重要性,于是一些喜欢“钻研”的鱼类,就开始进化出在没有水的情况下还能“苟活”一段时间的能力。
在我们国家比较有名的当属攀鲈了,很多小视频都记录过在干涸的河床缝隙中刨鱼的内容,然而攀鲈的抗旱能力是有名气但不是顶尖的,最顶尖的抗旱大师当属非洲肺鱼,在没有水的情况下通过休眠硬抗4年,直到有水后重获新生。
非洲肺鱼的族史
拜各种科普节目所赐,非洲肺鱼的大名可是如雷贯耳人尽皆知,不过碍于“主角光环”的铁律,非洲肺鱼的出场总是伴随着各式各样动物的捕食,今天被这个捉起来,明天被那个吞下,为“鸟中哈士奇”的鲸头鹳正名的,就是它们凶猛的捕杀非洲肺鱼,以此向人们证明,鲸头鹳可是猛禽,不是“憨憨”。
作为“小角色”,身为“战五渣”的非洲肺鱼可能从来都没有人去想要了解它们的族史,不过它们的祖上可是非常有名的,早在4亿年前的泥盆纪,就有肺鱼祖先的身影了,发表在美国《国家科学院院刊》上的一项研究显示,肺鱼可能是早于四足动物或者是同属一个时期的特殊物种,而四足动物由泥盆纪的肉鳍鱼进化而来,是第一批占领陆地的动物。
距今2亿年前,肺鱼家族还是种类繁多的,只是大浪淘沙,环境的更迭让绝大部分种类的肺鱼成为了历史,到目前为止,世界上仅存在3种肺鱼:澳洲肺鱼、美洲肺鱼和非洲肺鱼。
而真正的嫡系只有澳洲肺鱼,作为史前古老肺鱼的唯一传承,它们也拥有祖传的一个肺部的结构,而非洲肺鱼和美洲肺鱼,早已背离了祖宗的路线,不仅拥有了两个肺部,在体型上还更贴近鳗鱼,而这种“背离”的结果就是,澳洲肺鱼已经极度濒危,而其他两个还在菜板上抗争。
非洲肺鱼的保命绝活
在上文中提到了非洲肺鱼拥有两个“肺部”,其实这是不恰当的表述,确切地来说应该是鱼鳔。
肺鱼的鱼鳔在咽部有特殊的开口与食道相通,在鱼鳔的内部又分布着许多小气囊,在这些气囊上密布着用于血液气体交换的薄壁血管,这种器官的工作模式和哺乳动物的肺部属于同源关系,因而得名肺鱼。
这样肺鱼就拥有了两套呼吸系统,不过澳洲肺鱼更加原始,正常在水中生活时鱼鳃功能与其他鱼类无异,但是非洲肺鱼和美洲肺鱼由于肺部功能的特化,原有的鱼鳃已经几乎不顶用了,正常在水中生活时,它们还需要从水中露出头换气,也是名副其实的会被淹死的鱼。
而更加先进的是,非洲肺鱼心脏中,心房和心室是部分分开的,相当于简配版的两心房两心室的结构,能将含氧血和贫氧血分开,这种结构类似于原始的两栖动物,比一般只有一心房一心室的鱼类高明太多。
在旱季来临的时候,非洲肺鱼的保命绝活才真正的施展。
非洲肺鱼首先会用嘴在松软的泥床上开拓一个老式灯泡形状的洞穴,然后分泌粘液堵住洞口仅留一个很小的透气孔,当河床的水干涸之后,这个小洞穴就将肺鱼隔绝了起来,此时肺鱼就进入了休眠状态,所有的生命活动都降到了不到2%的最低水平代谢率,靠消耗肌肉坚持到雨季的到来。
同时,身体周围的粘液会固化成一个袋装的保护层,进一步减少了水分的散失,野外环境下肺鱼平均只需要坚持6个月左右就能迎来雨季,但在实验室情况下,它们可以抗3-5年。
当然这种钻泥织袋保命的绝活,是非洲肺鱼的独家本领,像美洲肺鱼只能做到钻泥打洞而不会制作保护层,而澳洲肺鱼除了用嘴呼吸以外啥都不会,所谓“技不压身”,看来澳洲肺鱼濒危也是有原因的。
在人类面前,保命绝活成“保鲜”绝技
非洲肺鱼这种在常温下就能做到高程度休眠的能力,吸引了顶尖科学家的关注,相对于人体冷冻技术,非洲肺鱼进化来的绝活显然更加的高明而且安全,而且对于远距离太空探索有着重要的意义。
科学家在给实验白鼠注射了从休眠期肺鱼脑部提取物之后,白鼠的体温下降了5℃,新陈代谢下降了33%,甚至在第二天时开始主动禁食,这些都是现阶段科学非常需要的临床数据。
当然,作为当地的非洲人,可没有科学家们的敏锐眼光,当地的非洲人眼光也非常的敏锐,不过是在寻找肺鱼的透气孔上。
当地人在干透的土地上寻找小洞,用细细的草杆捅一捅,如果碰到了相对柔软中空的黏液保护层,那毫不犹豫就开挖,不久一条鲜活的肺鱼就出现了,在炎热的非洲这可比冰箱的“保鲜”功能强大多了,而且保护层还成了自带的包装袋,这下连打包袋都省了。
这下很多朋友可能会想非洲肺鱼费了这么大的力气进化,结果还是被人类在不经意间拿捏得死死的,小小的身躯在人类的手中挣扎,但命运已经注定,不过,大可不必为非洲肺鱼悲伤,因为我们所见到的那些被捕食、被挖掘的非洲肺鱼大多是未成年体或者亚成年体。
成年的非洲肺鱼大概有50-100厘米,即便是在非洲都算是比较大型的淡水鱼类了,一身的保命绝活真的可以让它们应对很多环境问题,妥妥的成功鱼类。
而且肺鱼家族也是比较长寿的鱼类了,在2017年去世的澳洲肺鱼“老爷爷”,寿命就到了90岁,理论上澳洲肺鱼的寿命能达到100岁,但是“老爷爷”因为健康状况的原因,直接被安乐死了。