揭秘“吸血怪物”七鰓鰻的前世今生

在漁業(yè)領(lǐng)域，有一種生物“惡名遠(yuǎn)揚(yáng)”。恐怖片《血湖》中的吸血惡魔就是以它為原型創(chuàng)作的。它有著一張酷似吸盤的圓形大嘴，嘴中密密麻麻的鋒利角質(zhì)齒讓人望而生畏。它的捕食行為也十分驚悚——將吸盤緊緊吸附在其他魚類身上，大口吸血，直至獵物被折磨得孱弱不堪，甚至斃命。“水下吸血鬼”的稱號(hào)由此而來(lái)。

這種生物就是七鰓鰻，世界上僅存的兩類無(wú)頜脊椎動(dòng)物之一。它的歷史記錄有3.6 億年之久，跨越了數(shù)次生物大滅絕，但是其形態(tài)似乎沒(méi)什么變化，是著名的“活化石”。

由于七鰓鰻的化石記錄非常稀少，人們對(duì)它的演化進(jìn)程知之甚少。最近，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員吳飛翔、張馳和法國(guó)自然歷史博物館教授Philippe Janvier 在侏羅紀(jì)時(shí)期的七鰓鰻化石中發(fā)現(xiàn)了新線索。

它讓人又愛又恨

從外形來(lái)看，七鰓鰻酷似鰻魚，身體細(xì)長(zhǎng)，表皮裸露無(wú)鱗，背鰭小，尾鰭前部縱高，向后延伸并環(huán)繞身體末端，頭頂兩眼之間有一個(gè)單開的鼻孔，眼后身體兩側(cè)各有7 個(gè)鰓孔，這是它被稱為“七鰓鰻”的原因。

七鰓鰻雖然被視為“嗜血怪物”，在中世紀(jì)王室貴族的餐桌上，它卻是一道從不缺席的佳肴，因?yàn)樗胸S富的脂肪、蛋白質(zhì)以及維生素A。

英格蘭國(guó)王亨利一世曾以貪吃七鰓鰻而聞名。查爾斯·狄更斯在《寫給孩子們看的英國(guó)史》中寫到，67 歲的亨利一世在諾曼底巡視期間，不顧醫(yī)生勸誡，過(guò)量食用七鰓鰻，最后死于消化不良和發(fā)燒。

隨著食物種類越來(lái)越豐富，七鰓鰻不再作為美食存在，反而因其驚人的繁殖、擴(kuò)散能力和取食習(xí)性，成為危害極大的入侵物種。19 世紀(jì)末，海七鰓鰻通過(guò)大西洋航運(yùn)運(yùn)河進(jìn)入北美五大湖區(qū)，此后半個(gè)多世紀(jì)，它們幾乎使當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)資源崩潰。

海七鰓鰻是現(xiàn)存40 多種七鰓鰻中個(gè)頭最大的，長(zhǎng)度可超1 米。被它吸血的魚類死亡率為40%～60%，即使活下來(lái)，傷口也很難愈合。

后來(lái)，美國(guó)和加拿大成立了一個(gè)名為“五大湖漁業(yè)委員會(huì)”的組織，目的就是捕殺海七鰓鰻，以控制它們的繁殖數(shù)量。

毫無(wú)疑問(wèn)，從歷史到現(xiàn)實(shí)，七鰓鰻是一種演化極為成功的無(wú)頜脊椎動(dòng)物。

變態(tài)發(fā)育的證據(jù)

由于七鰓鰻的身體中缺少硬骨，一般很難作為化石保存下來(lái)，因此科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的七鰓鰻化石寥寥無(wú)幾。

目前已知的最古老的七鰓鰻化石，是生活在3.6 億年前南非晚泥盆世的古七鰓鰻的化石。這條古七鰓鰻的體形很小，頭部占比較大，像蝌蚪，嘴巴已經(jīng)有了吸盤的樣子，牙齒卻很細(xì)弱。較年輕的石炭紀(jì)七鰓鰻的體形和泥盆紀(jì)的同類一樣小，它們不具備現(xiàn)代七鰓鰻一樣的生命史，沒(méi)有變態(tài)發(fā)育的階段。

現(xiàn)代七鰓鰻是個(gè)體發(fā)育史中存在變態(tài)現(xiàn)象的少數(shù)脊椎動(dòng)物之一，它有著三段式的生命周期，就像蝌蚪變青蛙，經(jīng)過(guò)變態(tài)發(fā)育，從幼體發(fā)育成形態(tài)和生態(tài)習(xí)性差別極大的成體，其中也包含取食方式的根本變化。

2006 年，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員張彌曼等人在著名的熱河生物群中，第一次找到了中生代的七鰓鰻化石，并將其命名為“孟氏中生鰻”。

在隨后的研究中，張彌曼和同事首次識(shí)別出孟氏中生鰻的幼體和變態(tài)期幼體。中生鰻的幼體沒(méi)有吸盤，嘴巴形似漏斗。它們藏在水底的沙子里，把口伸出沙層，水流會(huì)把一些碎屑和小生物沖進(jìn)它們口中。數(shù)年之后，幼體經(jīng)歷變態(tài)過(guò)程進(jìn)入成年期，脫離沙層，開啟全新的生活。

“這些幼體的形態(tài)特征、生活習(xí)性和它們的現(xiàn)代后裔幾乎沒(méi)有差別。”張彌曼強(qiáng)調(diào)，這意味著，現(xiàn)代七鰓鰻獨(dú)特的三期生命史早在距今1.25 億年的早白堊世晚期即已成形并保持至今。而從更早出現(xiàn)的燕遼鰻來(lái)看，這個(gè)特征應(yīng)該在侏羅紀(jì)早期就出現(xiàn)在七鰓鰻家族里了。這個(gè)特征的出現(xiàn)，可能主要?dú)w因于它們?nèi)∈辰Y(jié)構(gòu)的演化和食物來(lái)源的變化，是“內(nèi)因”和“外因”共同導(dǎo)致的結(jié)果。

“食肉”而非“吸血”

2020 年，4 件來(lái)自更古老的燕遼生物群的七鰓鰻化石到了吳飛翔的手中，給他帶來(lái)了巨大的驚喜。

從時(shí)間上看，燕遼鰻存在于侏羅紀(jì)時(shí)期，比中生鰻還要早近4 000 萬(wàn)年。從外形上看，其中一件標(biāo)本的體長(zhǎng)超過(guò)64 厘米，體形為目前已知的七鰓鰻化石之最。古生代七鰓鰻多為幾厘米，最大的也只有10 厘米左右。

“燕遼鰻化石不僅保存完整，而且它們的吸盤和牙齒是以近乎立體的狀態(tài)保存的。”吳飛翔表示，這為揭示七鰓鰻攝食行為的演化提供了罕見而珍貴的樣本。

他介紹，現(xiàn)代七鰓鰻其實(shí)并不只有吸血的，還有食肉的、食腐的種類，以及變態(tài)發(fā)育后不進(jìn)食的種類，而不同的取食方式對(duì)應(yīng)著不同的牙齒特征。

最讓人意外的是，燕遼鰻的牙齒結(jié)構(gòu)與北半球常見的吸血型七鰓鰻，比如海七鰓鰻有明顯差別，而與今天生活在南半球澳大利亞南部、新西蘭和智利南部食肉類型的七鰓鰻有諸多相似之處。“特別是吸盤牙齒和用來(lái)剜切肉塊的牙齒形態(tài)很相近。”吳飛翔解釋道。

研究人員還在燕遼鰻化石的消化道中找到了一些骨片殘骸，印證了燕遼鰻的確是食肉類型。

此外，張馳運(yùn)用貝葉斯全證據(jù)定年和譜系分析方法，重構(gòu)了七鰓鰻家族的譜系樹，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，燕遼鰻是目前已知的現(xiàn)代七鰓鰻最近的祖先。

古生物學(xué)家曾經(jīng)認(rèn)為，現(xiàn)代七鰓鰻的祖先是一種類似海七鰓鰻的吸血類型。而這項(xiàng)最新研究卻表明，現(xiàn)代七鰓鰻的祖先更可能是一類吃肉的七鰓鰻。

不僅如此，根據(jù)重構(gòu)后的七鰓鰻家族譜系樹，研究人員推測(cè)，從攝食系統(tǒng)的演化來(lái)看，侏羅紀(jì)是七鰓鰻演化歷史的“分水嶺”，取食結(jié)構(gòu)的演化，再加上天賜的良機(jī)，讓七鰓鰻具備了現(xiàn)代類型的面貌和生命史特征。

“從早侏羅世開始，較進(jìn)步的、薄鱗真骨魚類的大量出現(xiàn)，為牙齒已經(jīng)強(qiáng)化的七鰓鰻提供了大量食物來(lái)源，使它們體形大增，進(jìn)而促成了能量要求很高的現(xiàn)代型三段式生命史的出現(xiàn)。”吳飛翔表示，換言之，今天七鰓鰻的這副猙獰面目和變態(tài)的生命周期，很可能只是其演化歷史的一個(gè)偶然結(jié)果。

文章來(lái)源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》

（責(zé)任編輯：吳宇）