自然:体内受精生殖方式起源早于以往认知胴甲鱼3亿年肢殖联

现代化研

作者：John A. Long

来源：《自然》

发布时间：2014/10/24 11:04:19

体内受精生殖方式起源早于以往认知

绝大多数生物以有性生殖形式繁衍后代，而受精是动物有性生殖的核心。日前《自然》发表了一项发现——三亿多年前泥盆纪一种披盔戴甲鱼类的“私密生活”，由此证明体内受精的生殖方式比过去所认为的起源更早，可以追溯到已发现的最原始的有颌脊椎动物类群之中。

澳大利亚科学家约翰·朗和中科院古脊椎动物与古人类所研究员朱敏等多国科学家合作开展了该项研究。

研究团队对胴甲鱼类中仅有几厘米长的小肢鱼化石进行了大量研究。古怪的胴甲鱼类属于非常原始的有颌脊椎动物，与最早的有颌脊椎动物共同祖先相当接近，其身体前半部覆着笨重的骨甲，胸鳍也被有关节的外骨骼包覆。

该项研究发现，部分小肢鱼腹面甲壳末端有一对向侧面伸出的奇怪侧枝，而另一部分小肢鱼则该位置长了一副骨板。专家推断这种侧枝是雄性外生殖器的骨骼部分，而骨板应属于雌性。考虑到小肢鱼笨重的骨质外壳，科学家们推测：雄鱼会和雌鱼并排而行，用带关节的硬质胸鳍互相“拥抱”，随后将外生殖器伸到雌鱼下方，由雌鱼用骨板夹住，完成体内受精过程。

基于化石提供的一系列证据可知，体内受精在原始的有颌脊椎动物中广泛存在，却在进化到硬骨鱼时逐渐消失，反而在包括人类在内的陆生脊椎动物中再次演化出来。

分子生物学和发育生物学证据表明，陆生脊椎动物的后肢与外生殖器在胚胎发育阶段密切相关，与鱼类的腹鳍和腰带受相同的基因控制。因此，包括人类在内的许多动物的“性福生活”，仍可以说是建立在亿万年前盾皮鱼（属胴甲鱼类）祖先演化出的身体蓝图之上。（刘燕庐）

http://www.nature.com/nature/jou ... ll/nature13825.html

现代化研

作者：John A. Long

来源：《自然》

发布时间：2014/10/24 9:23:48

研究发现盾皮鱼或改写鱼化石生物性行为史
插入式体内受精方式竟得而复失



由于一群“不雅观”的早已灭绝的盾皮鱼的出现，性的历史或许不得不改写。图片来源：Brian Choo

由于一群“不雅观”的早已灭绝的盾皮鱼的出现，性的历史或许不得不改写。对这些身披铠甲的生物的一项小心翼翼的研究表明，它们的子孙——也就是人类的古老祖先——竟然将盾皮鱼使用的体内受精的性行为转化为体外受精，而这一过程之前被认为在进化上几乎是不可能的。

这项研究的主要作者、澳大利亚阿德莱德市弗林德斯大学古生物学家John Long表示：“这完全出乎意料。”他说：“生物学家认为不可能存在从体内受精向体外受精的逆转，但是我们的研究表明这一切真的发生了。”

研究人员在最新出版的《自然》杂志上报告了这一研究成果。

回到盾皮鱼之前的系谱图，那时我们的祖先是丑陋的无颚鱼，这些远古鱼类是通过体外受精繁殖的，即精子和卵子被排入到水中并结合。它们的一些远亲后来变成了无颚的七鳃鳗，这种鱼潜伏在今天的海洋中并依然使用这种方式进行繁殖。

Long的团队对生活在距今3.85亿年前的盾皮鱼进行了研究，这是一种最古老的有颚动物。研究人员在化石中发现了被他们解释为多骨的“鳍足”的结构——雄性器官插入雌性体内并释放精子。

研究人员之前曾在《自然》杂志上报告说一种盾皮鱼是已知最早的采用插入式性行为的动物。而这篇最新的论文则给出了一个更早的盾皮鱼种群——反弓类（被称为Microbrachius）也使用这种方式进行繁殖，从而将这种交配方式的出现时间至少提前了1000万年。这一发现具有重要意义，因为反弓类被认为是最“基础”的有颚脊椎动物（这意味着它们最接近动物系谱图的根部），从而表明所有盾皮鱼都能够通过利用鳍足的体内受精方式进行繁殖。

但这一发现却具有更加深刻的含义。Long表示，最古老的硬骨鱼（在进化树上位于盾皮鱼之后）并没有表现出体内受精的证据。因此作者认为，在某一时刻，早期鱼类必定缺失了在盾皮鱼中发现的体内受精的方法，在此之后，它们的一些后代“再次发明”了具有类似功能的器官——从今天鲨鱼和鳐鱼的鳍足到人类的阴茎。

Long表示：“我们新的论文表明，在第一批有颚脊椎动物进化出体内受精方式后，这种方式又在进化出现代有颚鱼类最后共同祖先的地方丢失了。”

这篇论文还有可能强烈影响正在进行的关于盾皮鱼在进化历史中的地位的讨论。

直到几年前，盾皮鱼还被视为一个“单源”的种群——包括所有后代的进化“死胡同”。然而最近，包括英国伦敦帝国理工学院古脊椎动物学家Martin Brazeau在内的研究人员认为，基于其颅骨结构，盾皮鱼可能并不是一个单源种群。这意味着与其说人类与盾皮鱼共同拥有一个祖先，不如说盾皮鱼本身就是人类的祖先。（来源：中国科学报 赵熙熙）

（原标题：鱼化石改写生物的性行为史 插入式体内受精方式竟得而复失）