3.75亿年前的鱼类化石Tiktaalik的新数据表明：在行走的进化过程中，髋骨连接着肋骨 _鱼类

3.75亿年前的鱼化石Tiktaalik的新数据提供了中轴骨骼变化的线索。图片来源：宾夕法尼亚州立大学的托马斯·斯图尔特
据宾夕法尼亚州立大学（萨姆·舒尔蒂斯）：来自一条3.75亿年前的鱼化石的新数据提供了中轴骨骼变化的线索，这可能有助于我们的祖先爬出水面。
在腿从鳍进化之前，中轴骨骼——包括头部、颈部、背部和肋骨——已经在经历变化，最终将帮助我们的祖先支撑他们的身体在陆地上行走。包括宾夕法尼亚州立大学生物学家在内的一个研究小组完成了对Tiktaalik骨骼的新重建。Tiktaalik是一种有3.75亿年历史的鱼类化石，是四肢脊椎动物的近亲之一。新的重建显示，这条鱼的肋骨可能附着在它的骨盆上，这一创新被认为对支撑身体和行走的最终进化至关重要。
4月2日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文描述了这种新的重建方法，该方法使用微计算机断层扫描（micro-CT）扫描化石，揭示了此前隐藏在岩石下的鱼类椎骨和肋骨。
“Tiktaalik于2004年被发现，但其骨骼的关键部分未知，”宾夕法尼亚州立大学艾伯利科学学院生物学助理教授、研究小组负责人之一汤姆·斯图尔特说。“这些新的高分辨率微CT扫描向我们展示了Tiktaalik的椎骨和肋骨，并允许我们对其骨骼进行全面重建，这对于了解它如何在世界上移动至关重要。”
与大多数鱼类不同，它们的椎骨和肋骨沿着躯干的长度是相同的，四肢脊椎动物的中轴骨骼从头部到尾部的椎骨和肋骨显示出显著的差异。这种区域化的演变允许特定功能的执行，其中之一是骶骨区域的肋骨与骨盆之间的机械连接，这使得后肢能够支撑身体。
鱼类的腹鳍与四足动物（包括人类在内的四肢脊椎动物）的后肢进化相关。在鱼类中，腹鳍和骨盆带的骨骼相对较小，可以在体内自由漂浮。研究人员解释说，对于行走的进化，后肢和骨盆变得更大，并与脊柱形成连接，作为支撑身体相关力量的一种方式。
斯图尔特说:“Tiktaalik非常了不起，因为它让我们得以一窥这一重大的进化转变。”“在它的整个骨架上，我们看到了鱼类和水中生物的典型特征以及陆生动物的特征的组合。“

3.75亿年前的化石鱼Tiktaalik roseae骨骼的重建。在一项新的研究中，研究人员使用Micro-CT揭示了以前隐藏在岩石下的鱼的椎骨和肋骨。新的重建表明，鱼的肋骨可能附着在骨盆上，这一创新被认为对支撑身体和最终行走的进化至关重要。图片来源：宾夕法尼亚州立大学的托马斯·斯图尔特
对Tiktaalik的最初描述集中在骨架的前部。化石经过精心准备，去除了周围的岩石基质，露出了头骨、肩带和胸鳍。这个区域的肋骨又大又扩张，这表明它们可能以某种方式支撑着身体，但尚不清楚它们究竟是如何发挥作用的。2014年，在与骨骼其余部分相同的位置发现了这条鱼的骨盆，也清除了基质并进行了描述。
“从过去的研究中，我们知道骨盆很大，我们感觉后鳍也很大，但直到现在还不能说骨盆是否或如何与中轴骨骼相互作用， ”斯图尔特说。“这次重建首次展示了它们是如何结合在一起的，并为我们提供了行走最初可能是如何进化的线索。”
研究人员解释说，与我们自己的臀部不同，我们的骨骼紧密结合在一起，Tiktaalik的骨盆和中轴骨骼之间的连接很可能是由韧带组成的软组织连接。
“提克塔利克有特殊的肋骨，通过韧带与骨盆相连， ”斯图尔特说。“真的很惊人。这种生物有很多特征——一对大的后附肢、大骨盆以及骨盆和中轴骨骼之间的连接——这些特征是行走起源的关键。虽然Tiktaalik可能不是在陆地上行走，但它肯定在做一些新的事情。这是一种可以支撑自己并用后鳍推动的鱼。”
骨骼的新重建还揭示了Tiktaalik头部运动的特化以及该鱼腹鳍解剖的新细节。
“看到Tiktaalik的骨骼被捕捉到如此生动的细节令人难以置信，”芝加哥大学Robert R. Bensley生物和解剖学杰出服务教授、该论文的作者之一尼尔·舒宾说。“这项研究为探索3.75亿年前这种动物如何四处活动以及与环境互动奠定了基础。”
除了斯图尔特和舒宾之外，研究团队还包括芝加哥大学的贾斯汀·b·莱姆伯格、艾米丽·j·希兰和艾萨克·麦哲伦，以及德雷克塞尔大学自然科学院的爱德华·b·戴施勒。
布林森基金会、芝加哥大学生物科学部、德雷克塞尔大学自然科学院的匿名捐赠者和美国国家科学基金会资助了这项研究。加拿大自然资源部极地大陆架项目使实地工作成为可能；努纳武特遗产和文化部；努勒维特的坚决湾和格里塞峡湾的村庄；以及格里斯峡湾的伊维克猎人和捕兽者。