鱼如何进化到会走路

当你想到人类的进化时，你很有可能想象黑猩猩探索古老的森林，或者早期人类将毛茸茸的猛犸象涂在洞穴墙壁上。但是我们人类，连同熊、蜥蜴、蜂鸟和霸王龙，实际上是叶鳍鱼。

这听起来可能很奇怪，但证据在我们的基因、解剖学和化石中。我们属于一群被称为陆栖肉鸟的动物，但大量的进化变化掩盖了我们的外表。

我们认为鱼是游泳专家，但实际上它们已经进化出至少五次“行走”的能力。一些物种使用发达的前鳍向前拉自己，而另一些物种则沿着海底“行走”。

我们的肉翅目祖先在冒险登陆之前进化出了肺和其他呼吸空气的机制、骨质四肢和更强壮的脊柱。这些适应不仅在水生环境中有用，而且使我们的祖先能够探索陆地 - 它们是陆地生活的“预适应”。

水到陆地的转变是脊椎动物进化中最重要的事件之一。它可能最初是为了逃避捕食者，但是我们的祖先发现的景观已经富含苔藓，马尾和蕨类植物，以及数百万年前殖民陆地的节肢动物(千足虫)。

我们并不孤单

独立行走在鱼类中进化了几次，使其成为进化趋同的一个例子(独立进化的类似特征，如蝙蝠和鸟类的翅膀)。不过，在鱼中行走的进化是罕见的。我们今天所知道的鱼类有30万多种(不是进化意义上的)，其中只有少数可以“行走”。

肉翅目动物在几个重要方面与其他类型的鱼类不同。例如，我们的鳍(四肢)有骨支撑和肌肉叶，使我们能够在陆地上移动。

这种适应被认为对四足动物(两栖动物、哺乳动物、爬行动物和鸟类)在大约 375.<> 亿年前的晚泥盆纪从水到陆地过渡期间的进化至关重要。许多参与四足动物形成四肢和手指的基因也存在于肺鱼等水栖肉鸟中，这表明这些特征是在我们古老的共同祖先中进化而来的。

我们不知道这个祖先是哪个物种，但它可能看起来与腔棘鱼相似，腔棘鱼拥有丰富的化石记录，是今天栖息在西印度洋和印度尼西亚的“活化石”。

行走的肉翅目鱼类要么像Tiktaalik一样灭绝，要么高度进化，以至于我们不再将它们识别为鱼类(四足动物)。

行走的活鱼的一个例子是弹涂鱼(Oxudercidae家族)。这些鱼生活在红树林沼泽和潮滩上，用胸鳍在陆地上行走。这些鳍帮助它们逃离水生捕食者，觅食(它们在泥浆中消耗有机物质)，甚至通过寻找配偶在陆地上相互作用。

另一个例子是行走的鲶鱼(Clarias batrachus)，它利用胸鳍在陆地上旅行，帮助它从干涸的池塘中逃脱并找到新的栖息地。

与行走相关的基因最初是如何进化的?

小鳐鱼(Leucoraja erinacea)是一种与鳐鱼和鲨鱼有关的软骨鱼(与硬骨鱼相反，包括肉翅目)。它是另一种用腿一样的鳍在水下“行走”的鱼，模仿陆地动物的动作。

研究运动进化的科学家对这种小溜冰鞋非常感兴趣，因为它进化出了独立于肉翅目动物的基于鳍的行走。然而，直到现在，由于缺乏高质量的数据，小溜冰鞋行走背后的遗传学很难研究。

最近，当来自首尔和纽约的研究人员使用尖端技术构建了小滑冰动物基因组的高质量组装时，情况发生了变化。科学家们发现，它只使用十块肌肉进行基于鳍的行走，而四足动物通常使用50块肌肉来移动四肢。

关于脊椎动物进化的一个大问题是：哪些基因对于发育能够行走的肌肉很重要?为了找到答案，研究小组研究了哪些基因在控制小鼠，鸡和小滑冰的肢体肌肉(运动神经)的神经中活跃。

他们在运动神经中发现了类似的基因表达模式，有助于这些肌肉的功能。因此，行走的鱼可能采取了几种不同的进化路径，但最近的这项研究表明了一种共同的遗传机制。

人类进化成为最好的步行者

到大约201.<>亿年前的三叠纪末期，恐龙和哺乳动物都进化出了出色的奔跑能力。人类改进了这些运动能力，进化出无数的适应性，使我们成为地球上最高效、最有能力的跑步物种之一。

这些适应包括有助于储存能量的弹簧状跟腱、长步幅和平衡的重心，以及出汗以降温。这些适应使我们能够以很高的耐力长距离跑步，尽管速度很慢。

我们的祖先用跑步来狩猎，逃避捕食者和觅食。它塑造了我们的解剖学、生理学和文化。许多研究表明，步行和跑步对我们的健康和身体健康至关重要。

从我们最初殖民陆地的鱼一样的祖先开始，这是一条漫长的道路。但步行和跑步仍然是我们生活的核心部分，也是我们进化成功的核心部分。