一、由脊索動(dòng)物到魚的進(jìn)化。

脊索動(dòng)物的起源和進(jìn)化

現(xiàn)存的最低等脊索動(dòng)物，如海鞘、文昌魚等，由于體內(nèi)還沒有堅(jiān)硬的骨骼，至今還沒有發(fā)現(xiàn)它們的化石祖先。因此，關(guān)于脊索動(dòng)物的起源，只能用比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)的證據(jù)來進(jìn)行推測(cè)。

在形形色色的無脊椎動(dòng)物中，哪一門類是脊索動(dòng)物的祖先呢?近一百余年，許多動(dòng)物學(xué)工作者提出了種種的假說。這里介紹比較重要的兩個(gè)假說：

其一是環(huán)節(jié)動(dòng)物論(annelid theory)，認(rèn)為脊索動(dòng)物起源于環(huán)節(jié)動(dòng)物，指出這兩類動(dòng)物都是兩側(cè)對(duì)稱和分節(jié)的，都有分節(jié)的排泄器官和發(fā)達(dá)的體腔，都是密閉式的循環(huán)系統(tǒng)。如果把一個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)物的背腹倒置，則腹神經(jīng)索就變得和脊索動(dòng)物的背神經(jīng)管位置一樣了;心臟的位置和血流的方向也就同于脊索動(dòng)物。但是，這樣背腹倒置的論點(diǎn)也是不能自圓其說的。例如，這樣口就變得在背側(cè)，腦就在腹側(cè)，和脊索動(dòng)物也并不一樣，而且脊索、鰓裂以及胚胎發(fā)育等方面的差異，都無法解釋。因此，這一假說目前已被遺棄。

其二是棘皮動(dòng)物論(echinoderm theory)，認(rèn)為脊索動(dòng)物起源于棘皮動(dòng)物。這是基于胚胎發(fā)育的研究。棘皮動(dòng)物在胚胎發(fā)育過程中屬于后口動(dòng)物(deuterostomia)，同時(shí)以體腔囊法形成體腔，和一般無脊椎動(dòng)物不同，但卻和脊索動(dòng)物相似。另外，棘皮動(dòng)物的幼體——短腕幼蟲(Auricularia)，和半索動(dòng)物的幼體——柱頭幼蟲(Tornaria)，在形態(tài)結(jié)構(gòu)上非常近似(下圖)。半索動(dòng)物在動(dòng)物界的地位是處于無脊椎動(dòng)物與脊索動(dòng)物之間的過渡地位。生物化學(xué)方面的研究也證明棘皮動(dòng)物和半索動(dòng)物有較近的親緣關(guān)系。這兩類動(dòng)物的肌肉中都同時(shí)含有肌酸和精氨酸，一方面表明這兩類動(dòng)物親緣關(guān)系較近，另一方面也表明這兩類動(dòng)物是處于無脊椎動(dòng)物(僅有精氨酸)和脊索動(dòng)物(僅具肌酸)之間的過渡地位。基于上述原因，持棘皮動(dòng)物論者認(rèn)為棘皮動(dòng)物和脊索動(dòng)物來自共同的祖先。

兩假說中，以后一假說贊同者較多，可能是正確的，雖然還沒有直接的化石證據(jù)。

至于脊索動(dòng)物的祖先，推想是一種蠕蟲狀的后口動(dòng)物，它們具有脊索、背神經(jīng)管和鰓裂。這種假想的祖先可以稱之為原始無頭類。原始無頭類有兩個(gè)特化的分支，即尾索動(dòng)物和頭索動(dòng)物。由原始無頭類的主干演化出原始有頭類，即脊椎動(dòng)物的祖先。

原始有頭類以后向兩個(gè)方向發(fā)展：一支進(jìn)化成比較原始、沒有上下頜的無頜類(甲胄魚和圓口類);另一支進(jìn)化成具有上下頜的有頜類，即魚類的祖先。

脊椎動(dòng)物的進(jìn)化可以分為三個(gè)大階段：第一階段是在水中的進(jìn)化，也就是魚類(軟骨魚和硬骨魚)的進(jìn)化;第二階段是從水中到陸地上的進(jìn)化，即兩棲類和爬行類的進(jìn)化;第三階段是由爬行類進(jìn)化出來的兩支高等脊椎動(dòng)物，鳥類和獸類的進(jìn)化。

二、由原始魚到現(xiàn)代魚的進(jìn)化。

魚的起源很早，在世界上還沒有人類的時(shí)候，魚類就生活在海洋里了。雖然在數(shù)億年的演化過程中有一些古老的種類已經(jīng)滅絕，但另有其它新興的種類繼之產(chǎn)生。據(jù)文獻(xiàn)記載，魚最初發(fā)現(xiàn)于據(jù)今四億年的奧陶紀(jì)地層，但所得到的那時(shí)魚類的化石是不完整的，一直到了志留紀(jì)晚期，才完整地獲取了關(guān)于化石及早期脊椎動(dòng)物關(guān)系的概念。泥盆紀(jì)時(shí)，各種古今魚均已出現(xiàn)。泥盆紀(jì)時(shí)代既可謂是魚的初生年代，也是魚的極盛時(shí)代，當(dāng)時(shí)，由于其它的脊椎動(dòng)物還不多，所以有人把泥盆紀(jì)城為“魚的時(shí)代”。到了新生代，各群魚類十分繁多，成為脊椎動(dòng)物中最大的類群，為魚類的發(fā)展史中的全盛時(shí)代。

從泥盆紀(jì)所取得的化石分析，古代魚類可分為四大類：無頜類、盾皮類、軟骨魚類、及硬骨魚類。無頜類動(dòng)物在志留紀(jì)及泥盆紀(jì)中最多，被公認(rèn)為最早的脊椎動(dòng)物，化石的無頜類的身體幾乎被厚硬骨板及硬的東西包被，故稱為甲胄魚類。盾皮魚類是最早的有頜類，它們泥盆紀(jì)時(shí)盛極一時(shí)，但到了末期則大部分絕滅。有人認(rèn)為軟骨魚類及硬骨魚類是由盾皮類沿兩個(gè)方向演變而來，但至今仍無證據(jù)證實(shí)。軟骨魚類被認(rèn)為是最“原始”的魚類，但一般認(rèn)為軟骨魚類與硬骨魚類是兩支平行發(fā)展的分支。最早的硬骨魚類是古鱈類，再由此演變現(xiàn)存的絕大多數(shù)的硬骨魚類。硬骨魚類中的內(nèi)鼻孔魚類的典型原始類型代表是雙鰭魚與和骨鱗魚，后者是最早的泥盆紀(jì)的總鰭魚類。而總鰭魚類又被認(rèn)為是最早的兩棲類的直接祖先。

1938年12月22日，有人在非洲東南沿岸捕到一條大魚，其身長(zhǎng)1.5米，重58公斤，后經(jīng)專家研究與確認(rèn)，認(rèn)為這條魚應(yīng)屬總鰭目的一個(gè)新的科，至此，人們終于把已絕跡的魚找了回來，后來此魚被命名為拉蒂邁魚(即矛尾魚)。矛尾魚這種活化石的出現(xiàn)給了我們很大的啟示。大家都知道，人類是經(jīng)過漫長(zhǎng)的歷程進(jìn)化而來的;魚類上陸進(jìn)化為兩棲類，然后完全脫離水域進(jìn)化為陸地是的爬行類和哺乳類，最后才進(jìn)化為人類。具體地說，總鰭魚類分為兩支，其中一支(骨鱗魚類)脫離了水域。逐步進(jìn)化為人;另一支比較保守(空棘魚類)，始終沒有離開水。現(xiàn)在的矛尾魚類就是后者的后代。矛尾魚這種活化石為我們提供許多無法從化石材料中獲取的情況。