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解釋

包括人類在內的所有四足動物都靠肺來呼吸,因此它們必須要有一個和外鼻孔相通的內鼻孔,這樣才能讓外面的空氣順利地進入到肺,保證動物對氧氣的需要。內鼻孔正好形成了鼻腔和口腔之間的一個通道,這樣才使我們吃飯和睡覺的時候,也能照常呼吸。內鼻孔是四足動物適應陸地生活的重要特徵之一,但它的起源過程一直是學術界爭論的問題。
與四足動物親緣關係最近的魚類是肉鰭魚類,現生種類只有四個屬(非洲肺魚、南美肺魚、澳洲肺魚與「活化石」拉蒂邁魚)。科學家研究表明,肺魚與拉蒂邁魚同其他的魚類一樣,沒有真正的內鼻孔,只有前、后兩對外鼻孔。要探討內鼻孔的起源,必須從化石中尋找證據。
一種觀點認為,內鼻孔由外鼻孔演化而來;另一種觀點認為,內鼻孔是新生的構造。
上世紀30年代,瑞典著名古生物學家雅爾維克教授認為:內鼻孔是四足動物新生的一個構造,內鼻孔和外鼻孔之間沒有任何聯繫。他們認為,在魚類的進化過程中,其中有一對外鼻孔逐漸消失,而後新出現了一對內鼻孔。他們所持有的證據是,在孔鱗魚類化石中發現,它們不僅有一對內鼻孔,還具有兩對外鼻孔。這就是著名的「三孔理論」。
與此同時,也有學者提出另外一種觀點:魚類的內鼻孔是由一對外鼻孔演化而來的,其中最難解釋的是,孔鱗魚類化石中的「三對鼻孔」。由於缺少有力的化石證據,這種觀點在當時並未得到廣泛支持,內鼻孔的起源問題成了一個懸而未決的問題。
80年代初,中國著名古生物學家張彌曼院士在雲南曲靖發現一種肉鰭魚類化石———楊氏魚,它與孔鱗魚類有很多相同的地方。這項工作再次引發學術界對內鼻孔起源問題的關注。
按照傳統的觀點,楊氏魚也應該有內鼻孔,但張彌曼院士對楊氏魚吻部仔細研究后發現,「楊氏魚只有兩對外鼻孔,而過去認為的內鼻孔根本不存在」。這一發現立即引起國內外科學家的熱烈討論和反思。研究表明,在有兩對外鼻孔的魚類(比如孔鱗魚類)中,所謂的「內鼻孔」並不存在。這就為「內鼻孔從外鼻孔起源」學說解開了一個困惑。
雖然否定了「三孔」理論,但是當時的研究仍然沒有回答內鼻孔起源的問題。所有外鼻孔在前上頜骨的位置會形成一個頜弓,外鼻孔在頜弓外,內鼻孔則在頜弓內,從外到內的轉變很顯然需要一個過渡階段,這就需要找到過渡的有力證據。
中國科學家找到魚類化石,證實內鼻孔確實由外鼻孔「漂移」形成。
90年代初,在「魚的故鄉」,張院士和朱敏博士又發現了一種古老的魚化石。它生活在距今3.9億年前,是最原始的四足形動物,它,就是肯氏魚。比肯氏魚更古老的魚,有兩對外鼻孔;而比肯氏魚更先進的魚,已經成了一對外鼻孔和一對內鼻孔,這樣一來,肯氏魚的位置就成為鼻孔進化的關鍵。然而,由於當時化石材料的限制,肯氏魚的初步研究並沒有特別的結果。
2000年以來,朱敏博士領導課題小組連續幾次在野外發掘,發現了大批新化石。通過細緻的標本修理和研究,他們在對肯氏魚的研究上獲得了重要進展。這一次,他們幸運地發現,肯氏魚正處於從外鼻孔向內鼻孔過渡的階段。
過去一直很難解釋,外鼻孔如何從頭外側「漂移」到內側形成內鼻孔的?它們如何跨越魚類上頜骨和前上頜骨之間的頜弓?有意思的是,肯氏魚內鼻孔的位置恰好就處在外鼻孔向內鼻孔「漂移」的位置上,漂移的時候正好是前上頜骨和上頜骨裂開的時候,它們之間有個裂口,這個裂口就是肯氏魚內鼻孔的位置,裂開的階段正好符合這個漂移特點。這就取得了化石上的一個實證。
這就意味著,在肉鰭魚類進化中,存在一個上頜骨和前上頜骨裂開然後又重新相接的過程,這為鼻孔的「漂移」提供了通道。肯氏魚為這一解釋提供了實證,並確立了內鼻孔和后外鼻孔之間的同源關係。
和這個道理十分類似,人類在胚胎髮育初期,上齶的同樣位置也會出現一個缺口,正常的胎兒會在發育後期閉合,如果有的胎兒發育不完整,那麼這兩個部位就連接不起來,出生后就會呈現兔唇。
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