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魚頭為何無魚鱗?

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-06-12
 

  魚(確切的說指硬骨魚)全身有鱗。不!若仔細觀察就會看到餐桌上的大馬哈魚,或者魚缸中游動著的金魚的頭上果真有鱗吧?這個“魚頭無鱗之迷”與我們的頭骨出現的秘密有關。頭骨和牙齒實際上是“外骨”。最初的魚身上披著厲害的骨板,但經過5億年的進化,骨板變成鱗及頭骨和牙齒等。欲知原委請往下看。

  從所發(fā)現的“阿蘭達斯皮斯”(澳大利亞4.7億年前的地層中)和“薩卡帕姆帕斯皮斯”(南美玻利維亞4.5億年前的地層中)的原始魚類化石看,其樣子除無顎這一特征外,醒目的似乎就是頭部、背部和腹部,均生長著大的骨板,或稱為甲胃。其背甲和腹甲與鰓孔并排著。然而,體后大部分沒有大骨板,而被細長的鱗片蓋著。這大概是由于體的后半部可以自由左右擺動,而不妨礙游泳運動的需要吧。

  在皮膚中形成的骨叫做“皮骨”。那些古代原始魚類,依靠那種大小不同的皮骨形成的甲胃蓋著身體,故稱為“異甲類”(Heteros-traci)屬于無顎類的一個群。這樣的甲胃是如何形成的呢?

    美國著名古生物學A·S·羅馬曾認為,當時因在水中生活,故以巨大的巨介殼保護身體?墒亲罱终J為那是體內排出的過剩的鈣造成的。鈣是肌肉收縮及遞神經興奮必要的元素,沒有它生物是不能活的。不過,鈣在細胞質中過剩而異常的沉積,就有惹來細胞死亡的危險。

  因此,鈣從血液中向真皮排泄,并在那里沉積而形成骨板。

  從志留紀后期到泥盆紀前期,出現了有顎和齒的于類。這就是“盾皮魚綱”和“棘魚綱”。盾皮魚綱也是體的前半部蓋著骨板,其后半部有鱗,但大部同類其體表似乎大體上裸著。一方面,棘魚綱的“棘”,就是刺的意思,而在其背中和腹部有棘狀的鰭或以棘支撐著的鰭,其體蓋著菱形的鱗片。盾皮魚綱大致在泥盆紀末就滅絕了。而棘魚綱是有鯊魚、55魚等軟骨魚類的特征,也具有和硬骨魚類的共同特征,故被認為是高等魚類的祖先。

  軟骨魚類和硬骨魚類,是在泥盆紀出現的.軟骨魚類的鯊類,全身披著細小的鱗。所說的“鯊肌”,就因一個一個的鱗的形狀,與西洋騎士的盾相似,故它又叫“盾鱗”。

  德國動物學家赫爾維希(1849一1922年)說過:“鯊魚牙齒是由鱗進化來的”。這大概是如何講呢?

  牙齒的最外層是堅硬的釉質(琺瑯質)、最內層是象牙質,而芯是齒髓。這種構造及其發(fā)生過程,和鯊魚的盾鱗是完全相同的。蒙在顎上的口腔粘膜也曾是鱗,但因為捕食的緣故而發(fā)達變成齒。所以鯊魚的質鱗又叫“皮齒”就是那個原因。

  象盾鱗那樣,具有“仿釉質”或象牙質的鱗,就連硬骨魚類中也存在。例如,泥盆紀時的盔甲魚及現存的空棘魚就如此。

  在現存的大部分硬骨魚類中,鱗的仿釉質或象牙質已消失,僅成為“土臺”狀骨板,也叫“骨鱗”。然而,作為硬骨魚類子孫的牙齒,的確是從鱗進化來的。

  頭部的鱗變成頭骨

  可是,揭示牙齒由來之謎,并不僅停留于鱗上。事實上更遙遠的祖先,應追溯到異甲目甲胃。在甲胃的表層上整齊地排列著小顆粒,是由象牙質形成的,其上還蒙著仿釉質。

  在象牙質中,伸出象牙芽細胞的突起物,這除變成種種物質的輸送管道之外,還擔負感受感覺的機能。牙科醫(yī)生在動手術鉆孔開始,穿過釉質到達象牙質時疼痛就是此原因。因這個象牙質使我們能感受到食物的軟硬及性狀。這就是所謂“牙齒反應”?赡墚惣啄康募孜傅南笱蕾|也曾擔負過重要的皮膚感覺機能吧。

  作為原始的魚、異甲目的甲胃形成的皮骨,發(fā)展成各種各樣的魚鱗,除還變成牙齒外,而是頭部的皮骨潛在皮膚之下。

  這在棘魚目的階段中,可看到棘魚目頭部的皮骨變成鱗而留在體表和潛入皮下。

  在被看作是棘魚目子孫的軟骨魚目和硬骨魚目之中,軟骨魚目(包括現存的種)雖然頭部的盾鱗還留在體表。但在硬骨魚目中,頭部的鱗潛在皮下,變成頭蓋骨,而且,變成眼睛的周圍,顎、鰓的軟骨的周圍,鰓蓋及其后方的骨。即,這就是硬骨魚頭沒有鱗的秘密。

  最古老的骨是什么?

  軟骨本來是以糖蛋白質為主要成分的組織。與此相反,所說的“硬骨”主要是由磷酸鈣微晶組成的,但在生物學中只把硬骨稱為“骨”。

  在脊椎動物中,外骨骼從一開始就是骨。與此相反,內骨骼則是從軟骨開始的。

  軟骨魚類的內骨骼,就連現存種從前也是軟骨。因為它與硬骨魚不一樣,頭部的鱗沒有潛在皮下。所以,軟骨魚保護腦的頭蓋及顎、仍是內骨骼的軟骨。

  但在硬骨魚中。鱗潛入皮下,除變成象頭盔那樣包住軟骨頭蓋形狀的骨之外,還有包住顎的軟骨。而且內骨骼還會逐漸從軟骨向硬骨轉換。由此,花費在承擔體重而向陸上生活的可能性開始了。

  硬骨魚的頭部及其附近從皮骨起源的骨,在兩棲類中,繼承了頭骨和鎖骨。就連我們哺乳類,這也沒有變化。因此,頭骨、鎖骨和牙齒一起,被追溯為最古的魚、異甲目的甲胃,所以三者可稱為最古老的骨。

  象這樣的外骨和內骨,在進化上的不同起源,還存在我們的產生過程中。在外骨骼起源的頭骨方面,是在組織中突然形成骨開始的。與此相反,在內骨骼的背骨及手足的骨方面,是先產生軟骨,其后才換成硬骨的。

  兩個系統(tǒng)的骨骼,如今在我們體內,因此演奏著不同的歷史曲調。

  陸上動物皮膚也能形成外骨

  且說,那么硬骨魚頭外的皮骨,即鱗,陸地上的動物的命運,又如何呢?

  就連爬蟲類等也有“鱗”,但這是其他東西。雖然同樣是皮膚,但不是真皮。而最外層表皮的角質層能變得較厚,這就是蛋白質鱗,即“角板”,就連鳥的足或老鼠尾巴也如此。

  在龜的龜板中,證實了那樣的角質層是在真皮中呈現的骨板,并證實了這些動物、從真皮形成皮骨的能力并未喪失。

  從上述追尋的進化史來看,硬骨魚的頭為何無鱗,不是自然而然地理解了嗎。

  最早的魚類,全身披著各種各樣的骨板。骨板變成原始的鱗,而在口腔內側表面凹陷部,變成大的牙齒。

  另外,在硬骨魚的進化系統(tǒng)中,頭部的皮骨潛入皮下而發(fā)展成頭骨等,而頭的表面就看不到魚鱗了。對于陸上動物,頭骨越發(fā)固執(zhí)的發(fā)達,后方的鱗都退化消失了。

  這就是長達5億年脊椎動物外骨的進化史。魚的鱗現在殘存在我們頭內,并保護著大腦!

 
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