成年的embolomeres身長可超過3公尺,然而剛孵化的幼體只有幾公分長。真正讓科學家震驚的不是牠們的體型,而是牠們「缺少」了什麼。這些幼體化石沒有發現現代兩棲類幼體典型的外鰓或其他與蝌蚪階段相關的暫時性器官。這個特徵不僅在單一物種中出現,而是在研究中所檢視的多個近親物種中都一致成立。
參與研究的芝加哥菲爾德自然史博物館(Field Museum)古生物學家Jason Pardo解釋:「牠們從蛋裡孵出來的時候,看起來就已經像成體了。」
自19世紀末以來,科學界普遍假設最早的陸地脊椎動物經歷了類似兩棲類的生命週期:先在水裡孵化成水生幼蟲,然後透過變態發育轉變為陸生成體。這種變態能力一直被認為是脊椎動物得以征服陸地的關鍵演化創新。
倫敦大學學院的演化生物學家Laura Porro(未參與該研究)點出問題核心:「我們一直理所當然地認為,這種變態發育是所有陸地脊椎動物的祖先特徵。」但新的化石證據顯示,對於這群更早期的「莖四足類」(stem tetrapods)而言,情況並非如此。
取代變態發育的,是所謂的「直接發育」(direct development)模式。這些遠古幼體在孵化時就已經具備了陸地生活所需的身體結構。研究團隊推測,四肢發育的加速——也就是在生長早期就形成功能完善的肢體——可能是完成登陸過渡的先決條件。換句話說,讓早期四足類動物能夠在陸地生活的關鍵,並非從幼蟲變成成體的能力,而是牠們孵出來的時候就帶著一雙能用來走路的腳。
這項發現打破了「魚類演化成兩棲類,某些兩棲類再演化成爬蟲類」的簡單線性敘事。最早的陸地脊椎動物遠比我們過去想像的更不像現代的兩棲類。這對於理解包括爬蟲類、鳥類和哺乳類在內,所有陸地脊椎動物的整個演化軌跡都具有深遠影響。
這項研究也為一個日益增長的證據體系增添了重要一筆:從水到陸地的過渡遠比過去假設的更複雜,也更不那麼「直線前進」。此前的研究已經表明,早期四足類動物在演化出肢體後很長一段時間,仍然保留著水棲習性和特徵。而這項新的化石證據現在進一步顯示,牠們的生命週期也與現代兩棲類有著根本性的差異。
這項研究是Mazon Creek遺址持續進行的調查工作的一部分。該遺址因其卓越的軟組織保存條件,一直是石炭紀最重要的化石寶庫之一。
成年的embolomeres身長可超過3公尺,然而剛孵化的幼體只有幾公分長。真正讓科學家震驚的不是牠們的體型,而是牠們「缺少」了什麼。這些幼體化石沒有發現現代兩棲類幼體典型的外鰓或其他與蝌蚪階段相關的暫時性器官。這個特徵不僅在單一物種中出現,而是在研究中所檢視的多個近親物種中都一致成立。
參與研究的芝加哥菲爾德自然史博物館(Field Museum)古生物學家Jason Pardo解釋:「牠們從蛋裡孵出來的時候,看起來就已經像成體了。」
自19世紀末以來,科學界普遍假設最早的陸地脊椎動物經歷了類似兩棲類的生命週期:先在水裡孵化成水生幼蟲,然後透過變態發育轉變為陸生成體。這種變態能力一直被認為是脊椎動物得以征服陸地的關鍵演化創新。
倫敦大學學院的演化生物學家Laura Porro(未參與該研究)點出問題核心:「我們一直理所當然地認為,這種變態發育是所有陸地脊椎動物的祖先特徵。」但新的化石證據顯示,對於這群更早期的「莖四足類」(stem tetrapods)而言,情況並非如此。
取代變態發育的,是所謂的「直接發育」(direct development)模式。這些遠古幼體在孵化時就已經具備了陸地生活所需的身體結構。研究團隊推測,四肢發育的加速——也就是在生長早期就形成功能完善的肢體——可能是完成登陸過渡的先決條件。換句話說,讓早期四足類動物能夠在陸地生活的關鍵,並非從幼蟲變成成體的能力,而是牠們孵出來的時候就帶著一雙能用來走路的腳。
這項發現打破了「魚類演化成兩棲類,某些兩棲類再演化成爬蟲類」的簡單線性敘事。最早的陸地脊椎動物遠比我們過去想像的更不像現代的兩棲類。這對於理解包括爬蟲類、鳥類和哺乳類在內,所有陸地脊椎動物的整個演化軌跡都具有深遠影響。
這項研究也為一個日益增長的證據體系增添了重要一筆:從水到陸地的過渡遠比過去假設的更複雜,也更不那麼「直線前進」。此前的研究已經表明,早期四足類動物在演化出肢體後很長一段時間,仍然保留著水棲習性和特徵。而這項新的化石證據現在進一步顯示,牠們的生命週期也與現代兩棲類有著根本性的差異。
這項研究是Mazon Creek遺址持續進行的調查工作的一部分。該遺址因其卓越的軟組織保存條件,一直是石炭紀最重要的化石寶庫之一。