人类进化与海洋
科学家寻找的时间越长，就越意识到少了一个重要的化石，这已经成为对整个进化论的一大挑战。而关于我们如何得到脚的故事，就变成了对“终极失落化石”的追寻。早在150年前，这种持续的追求就开始了，因为一个简单的观察:一大群看似不相关的动物其实是有联系的——它们都有四肢，所以统称为四足动物。？
2.人是四足动物，因为人有两只手和两只脚。猫、狗、马显然是四足动物。事实上，所有的哺乳动物都是四足动物。鸟类，青蛙，蜥蜴，甚至没有脚的蛇，看起来没有脚的鲸鱼也是四足动物。所有的四足动物，无论它们看起来多么不同，在表皮下都有基本相同的结构。科学家也对这个事实感到困惑。恐龙有刺，人有刺，四足动物有刺；还有骨盆骨连接脊柱支撑重量；他们都有胸部来保护心脏和肺部。所有的四足动物都通过鼻孔呼吸空气。他们四肢的顶端是由一根骨头组成的，下面有一对骨头延伸到他们的手或脚，似乎从来没有超过五个手指或脚趾。不仅对恐龙和人是这样，对鲸鱼也是这样。在鲸鱼的鳍状肢下面，还有五根手指。这种相似性让科学家们相信所有的四足动物一定来自一个共同的祖先。为了证明这一点，他们认为只需要两种化石。首先需要先在陆地上行走，而且是四足动物，每只脚有五个脚趾；其次，我们需要脚最早的鱼。就是这种鱼，成为了第一个能上岸行走的四足动物。找到这两种动物的化石，对比一下，找出它们的区别，就可以知道鱼为什么要长脚了。
有一条重要的线索可以引导科学家去探索，那就是这次进化很可能发生在4亿年前的泥盆纪。然而，泥盆纪是如此久远，以至于连那个时代的石头都很难找到，更不用说没有任何化石。但是科学家知道，在泥盆纪以前，陆地上没有行走的动物，但是泥盆纪以后，陆地上到处都是行走的动物，所以四肢的进化一定是在那个时候发生的。？教科书上说，泥盆纪真的是一个酷热难耐的时期，几乎没有生物能在陆地上生存，就连植物也不例外。那时候的土地真的是一片贫瘠空旷的荒野，毫无生机。也就是说，在那个时候，地球上的大部分生物只能呆在水里。这是鱼的时代，其中一种的化石，最早有脚的鱼，是科学家需要寻找的第二种化石。可以说人也是鱼，准确的说是由鱼进化而来。？
找到你的祖先了吗？
找到那种鱼的化石似乎不难。到19世纪末，科学家们的目光聚焦在一种鱼类上，那就是生活在泥盆纪的圆鳍。
4.圆鳍具有独特的骨骼结构，似乎是人类大腿和手臂的前身。特别是其中一种圆鳍，早已灭绝的掌鳍鱼，腿骨都有，但缺少脚和脚趾。因此，科学家认为这种鱼是我们所有人的祖先，我们没有四肢的祖先。？
20世纪初，有学者提出一种理论，解释这种鱼为什么会进化出腿，开始行走。那个残忍的泥盆纪太阳一定是干旱的根源。那些曾经自由自在生活的鱼突然被困在日益干涸的池塘里，面临死亡。为了生存，一些掌鳍鱼不得不逃离水坑，寻找深水。所以，就像现在的跳鱼一样，掌鳍鱼拖着鳍，勉强“走”上陆地。有的在陆地上开始进化，鳍变成了四肢，长出了五个手指和五个脚趾，于是开始行走。
就这样，它们变成了四足动物，成为了我们的祖先。它们长出四肢，因为只有这样它们才能做我们都做的事情:在陆地上行走。“池塘干涸”理论似乎解释了一切——我们为什么长出四肢，我们从什么动物进化而来。为了证明这个理论，我们只需要找到地球上最早的四足动物——鱼一上岸就进化的动物，也就是上面提到的第一块化石。如果这种动物只有五个手指和五个脚趾，就像科学家预测的那样，那么它就完了。为此，许多科学家多年来一直试图寻找这块神秘的动物化石，但未能找到。？想要看到露出地面的泥盆纪岩石，只能去世界上为数不多的地方之一，其中之一就是格陵兰岛。于是在20世纪30年代，一群瑞典科学家多次造访这里，他们的任务就是寻找第一种有腿的动物。在这群专家中，沉默寡言、固执己见、在整个古生物界都不讨人喜欢的埃里克·贾维克(Eric Jarvik)找到了人们梦寐以求的东西——最早的有腿有脚(不是鳍)的动物。贾维克称之为鱼龙。
6.自从达尔文之后的1859，人们就一直在寻找这种意义重大的动物，现在终于找到了，这当然让整个古生物界欢欣鼓舞。Jarvik现在要做的就是尽可能的重建这个奇怪动物的解剖结构。当然，这一切都需要很长时间。虽然Jarvik是一个优秀的解剖学家，从1948开始工作，但是直到1996他才完成基本的分析。在此期间，他完成了两篇论文，证实了当前的理论。贾维克说，鱼龙确实是一种在陆地上行走的四足动物。它有五个手指和五个脚趾。由此，我们为什么会有手和脚的谜团得到了解答:当掌鳍鱼挣扎着用鳍上岸时，就进化成了最早的四足动物——鱼龙。这与科学家的预测完全一致。
7.
但随即有人指出，贾维克的说法存在很大漏洞，鱼龙很可能不是直接由掌鳍鱼进化而来，因为两者差别太大。鱼骨是一种完全成型的四足动物，也就是说，它有一个胸腔，一个与脊柱相连的骨盆，四肢上有手指和脚趾。掌鳍鱼仍然是一种鱼，虽然它有原始的腿骨，但它并没有表现出向四足动物进化的许多其他特征。这意味着必须找到一种“中间动物”，这可以说明鱼类向四足动物的过渡确实发生过。所以这种“中级动物”不仅要会走路，还要是一半像鱼，一半像四足动物的动物。“中间动物”就是达尔文所说的“过渡形态”。“过渡形式”是进化理论的核心，因为它们表明一种动物可以变异成另一种动物。当环境条件发生剧烈变化时，进化过程中会出现“过渡形态”。不能适应新环境的动物会灭绝，但偶然的变异往往是最终确保生存的关键。随着一群古怪的变异动物在新环境中挣扎求生，大部分很快就会灭绝，只有少数会成为“过渡动物”，即一半像旧动物、一半像新动物的“中间动物”，而新动物则会完全抛弃旧的生活方式。“过渡形态”的化石因此成为所有物种进化中最重要的化石。？
8.然而，“过渡形态”也是最稀有的动物物种。从它们的性质不难看出，它们不仅数量少，而且生活在一个很短的过渡时期。当全新的动物进化时，“过渡形态”完全消失。事实上，多年来，只有一种动物被认为是“过渡形态”——始祖鸟，它被一些科学家认为是长有羽毛的恐龙，标志着从恐龙向鸟类的过渡。据推测，“过渡形态”将很快被它自己的、更发达的后代所取代。这个“过渡插曲”在生命进化史上相当短暂，参与过渡的物种数量和每个物种的个体数量似乎都比较少。麻烦的是，如果我们找不到掌鳍鱼和鱼龙之间半鱼半四足的“过渡形态”，就无法完全解释我们为什么会长腿脚。
9.如果科学无法准确解释鱼是如何进化成四足动物的，神创论者就会滔滔不绝。一位在西方担任博物馆馆长的神创论者说:现在的化石数量比达尔文时代多得多，对吗？仅在我们的博物馆里就有将近257种不同的化石。如果进化论是正确的，那么肯定有一些“中间动物”的化石，但为什么没有呢？相反，每一种动物似乎都很成型，没有祖先，没有“过渡形态”。在此基础上，神创论者坚持认为，世界是按照上帝的意志在六天内创造出来的，所有的动物当然都是上帝创造的，所以所谓的“进化”根本不存在。科学家还认为，虽然“过渡形态”数量少，存活时间短，成为化石的机会少，但如果连一块这样的化石都找不到，神创论对科学的挑战还会继续。因此，古生物学家决心找到鱼类和我们最早祖先之间的“过渡形式”。？1938年，就在今年圣诞节前，南非东伦敦博物馆31岁的馆长马约里女士来到当地码头撒网捕鱼。一网鱼上来了，一条她从未见过的怪鱼引起了她的注意。这条丑鱼长约1.5米，体色为金、银、蓝、绿，有白斑。最让她惊讶的是，这条鱼的鳍简直与众不同。她立即将鱼带回博物馆，保存起来，然后请另一位南非专家鉴定。老专家看到鱼后惊呼:“哎呀，小姑娘！这是世界头条新闻，是腔棘鱼！”你知道，腔棘鱼是一种生活在泥盆纪的圆鳍鱼。人们认为它早在7600万年前就灭绝了！现在找到活着的就像找到活着的恐龙或者活着的始祖鸟。当然，当时的整个科学界都震惊了。在随后的几十年里，腔棘鱼一直被认为是鱼类和四足动物之间的一种“过渡形式”。然而，当时没有人对它有足够的了解，人们只把它当作活化石。13在发现第一条腔棘鱼后，终于发现了第二条活着的腔棘鱼。结果令人失望:它没有用鳍走路，只会游泳，也就是说，它只是一条鱼，而不是“过渡形态”或“中间动物”。？
10.七个还是八个手指？
三十年过去了，我们仍然没有找到一种“过渡形态”，也就是说，我们还没有找到一种用鳍走路，最终进化成我们最早的有脚祖先的鱼。直到1981，古生物学的“复仇天使”终于来了。这一年，金妮·克兰克(Ginny krank)完成了毕业论文，进入剑桥大学动物博物馆工作。金妮一直梦想加入探索“我们为什么会长大”之谜的团队。这时，一个同事对她说:别急，机会很快就来了。这个同事带了一个学生的笔记本，是一个地质专业的学生写的，1970去过格陵兰岛。他写道，虽然他了解岩石，对化石知之甚少，但他在格陵兰的山上发现了大量的鱼龙化石。虽然他语焉不详，但却如雷贯耳。要知道，当时世界上只剩下贾维克发现的鱼龙化石。金妮立即决定去格陵兰。到达目的地已经两个星期了，学生描述的地方还没有找到。就在金妮开始觉得自己可能走错了地方的时候，出现了一个惊喜——吹开被覆盖的灰尘，她看到了一个头骨的一部分。？金妮发现的并不是鱼类和四足动物之间的“过渡形态”，但也是一个罕见的发现。这是另一种泥盆纪四足动物，叫做刺蝾螈。多刺蝾螈的发现与Jarvik的不同，但它显然来自同一个祖先，因此它也与人类有关。多刺蝾螈是迄今发现的第二种泥盆纪四足动物。金妮把十多块多刺蝾螈化石带回了剑桥，但直到1990，此行的真正重要性才显现出来。那时，金妮的一个同事开始分析金妮放弃的多刺蝾螈化石样本。当他准备从岩石中挖出多刺蝾螈的“手”时，他认为他会找到五根手指。令他非常惊讶的是，他终于找到了八根手指，而不是五根！进一步验证，没错，多刺蝾螈的一只手上真的有8根手指！也就是说，所有的教科书都是错的——因为最早的四足动物根本就不止五个手指！这马上引出另一个问题:如果连100年探索背后最基本的假设都不正确，那么还有什么会错？科学家现在认为，我们最早长出脚的祖先一定有多个手指(脚趾)。经过漫长的演变过程，最终缩减为5个。从这个角度来看，另一个基本假设——脚进化的最初目的是为了方便行走，可能是也可能不是。观察多刺蝾螈的四肢，我们可以看到它的四肢更像划水，而不是承重和行走。这意味着我们的脚之所以进化，可能与最初在地面行走无关。？
金妮从格陵兰岛带回来的化石还包括贾维克发现的四足动物鱼龙。在对多刺蝾螈的分析改变了所有的旧认识后，金妮很自然地又想到了数鱼刺蝾螈的脚趾。结果发现鱼龙有一个脚趾，而不是Jarvik说的五个。不仅如此，与Jarvik所说的不同，鱼的脚不是用来行走的，而是像划桨一样用来划水的。此时，贾维克已经去世三年了。他当时是不是搞错了？还是他故意作弊？没人知道。金妮的发现意味着“我们为什么以及如何长出四肢”的科学探索必须重新开始。现在，科学家们不仅需要一种从鱼类到四足动物的“过渡形式”——尽管这种“过渡形式”尚未被发现，而且他们还得再次回答:“我们为什么要长出四肢？”为什么动物需要脚，而脚不是用来走路的？