鱼是如何进化到会走路的

当您想到人类进化时，您很可能会想象黑猩猩探索古老的森林或早期人类将毛茸茸的猛犸象涂抹在洞穴墙壁上。但我们人类，以及熊、蜥蜴、蜂鸟和霸王龙，实际上都是有叶鳍的鱼。

这听起来可能很奇怪，但证据就在我们的基因、解剖结构和化石中。我们属于一群被称为陆生肉翼龙的动物，但大量的进化变化已经掩盖了我们的外表。

我们认为鱼是游泳高手，但实际上它们至少进化了五次“行走”的能力。一些物种使用发达的前鳍向前推进，而其他物种则沿着海底“行走”。

我们的肉翅目祖先进化出了肺和其他呼吸空气的机制、多骨的四肢和更强壮的脊柱，然后才开始着陆。这些适应不仅在水生环境中有用，而且让我们的祖先能够探索陆地——它们是陆地生命的“预适应”。

水陆过渡是脊椎动物进化中最重要的事件之一。它最初可能是作为逃避捕食者的一种方式，但我们的祖先发现的地貌中已经长满了苔藓、木贼和蕨类植物，以及数百万年前 在陆地上定居的节肢动物(千足虫)。

我们并不孤单

行走在鱼类中独立进化了几次，使其成为进化趋同的一个例子(独立进化的相似特征，如蝙蝠和鸟类的翅膀)。不过，行走在鱼中的进化很少见。我们今天所知道的鱼类有 30,000 多种(不是进化意义上的)，其中只有少数能够“行走”。

Sarcopterygians 在几个重要方面不同于其他类型的鱼类。例如，我们的鳍(四肢)有骨质支撑和肌肉发达的裂片，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)的进化至关重要，在大约 3.75 亿年前的泥盆纪晚期，我们从水域过渡到陆地。在四足动物中形成四肢和指趾的许多基因也存在于肺鱼等水生肉鳍鱼中，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什么物种，但它可能看起来类似于腔棘鱼，腔棘鱼拥有丰富的化石记录，是当今栖息在西印度洋和印度尼西亚的“活化石”。

行走的肉鳍鱼要么像提塔利克鱼一样灭绝，要么高度进化以至于我们不再将它们识别为鱼(四足动物)。

会行走的活鱼的一个例子是弹涂鱼(弹涂鱼科)。这些鱼生活在红树林沼泽和潮滩中，用它们的胸鳍在陆地上行走。这些鳍帮助它们逃离水生捕食者、觅食(它们消耗泥浆中的有机物质)，甚至通过寻找配偶在陆地上相互交流。

另一个例子是行走的鲶鱼 (Clarias batrachus)，它使用胸鳍在陆地上穿行，帮助它逃离干涸的池塘并寻找新的栖息地。

与步行相关的基因最初是如何进化的?

小鳐鱼 (Leucoraja erinacea) 是一种软骨鱼，与鳐鱼和鲨鱼有亲缘关系(与硬骨鱼相反，包括肉鳍鱼)。它是另一种鱼，用像腿一样的鳍在水下“行走”，模仿陆生动物的动作。

研究运动进化的科学家对这种小溜冰鞋很感兴趣，因为它独立于肉鳍类动物进化出了基于鳍的行走方式。然而，直到现在，由于缺乏高质量的数据，小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冰鞋基因组的高质量组合时，这种情况发生了变化。科学家们发现，它只使用 10 块肌肉来进行基于鳍的行走，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?为了找出答案，该团队研究了小鼠、鸡和小溜冰鞋控制肢体肌肉(运动神经)的神经中哪些基因活跃。

他们在帮助这些肌肉发挥功能的运动神经中发现了相似的基因表达模式。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。

到大约 2.01 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、最有能力的奔跑物种之一。

这些适应包括有助于储存能量的弹簧状跟腱、大步幅和平衡的重心，以及通过出汗来降温。这些适应性使我们能够以极佳的耐力长距离奔跑，尽管速度很慢。

我们的祖先使用跑步来打猎、躲避捕食者和觅食。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幸福和身体健康至关重要。

我们像鱼一样的祖先首先在陆地上定居，从他们的起源开始，走过了漫长的道路。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一部分。