水到陆地的转变是脊椎动物进化中最重要、最鼓舞人心的重大转变之一。四足动物是如何以及何时从水过渡到陆地的，这个问题长期以来一直是一个令人惊奇和科学争论的源头。

 

早期的观点认为，陆地上干涸的水塘是鱼群搁浅的地方，而离开水的环境提供了选择性压力，促使它们进化出更像四肢的附属物，从而能够走回水中。20世纪90年代新发现的标本表明，最早的四足动物保留了许多水生特征，比如鳃和尾鳍，而且四肢可能在四足动物适应陆地生活之前就已经在水中进化了。然而，关于水到陆地的转变是什么时候发生的，以及早期四足动物究竟是怎样的陆栖动物，这些仍然不确定。

 

11月25日发表在《自然》杂志上的一篇论文利用高分辨率的化石数据解决了这些问题，并表明尽管这些早期四足动物仍与水联系在一起，具有水生特征，但它们也有适应能力，表明它们有在陆地上移动的能力。虽然，他们在这方面做得不是很好，至少以今天的标准来看是这样。

 

作者布莱克·迪克森博士的20部,有机和进化生物学哈佛大学和高级作者斯蒂芬妮·皮尔斯,托马斯·d·卡伯特系副教授,有机和进化生物学和馆长古脊椎动物在哈佛大学比较动物学博物馆,检查40三维模型的化石肱骨(上臂骨)从灭绝的动物water-to-land过渡的桥梁。

 

迪克森说:“由于四足动物过渡到陆地的化石记录非常少，我们找到了一些化石来源，这些化石可以更好地代表从完全水生鱼类到完全陆生四足动物的整个过渡过程。”

 

三分之二的化石来自哈佛比较动物学博物馆的历史收藏，这些化石来自世界各地。为了填补缺失的空白，皮尔斯向同事们提供了来自加拿大、苏格兰和澳大利亚的关键标本。对这项研究至关重要的是，作为TW:eed项目的一部分，杏2系列英国剑桥大学的合著者蒂姆·史密森博士和詹妮弗·克拉克教授最近发现了一些新化石，该项目旨在了解陆生四足动物的早期进化。

 

研究人员之所以选择肱骨，不仅是因为它在化石记录中丰富且保存完好，而且它还存在于所有的sarcopterygians中——一群动物包括腔棘鱼、肺鱼和所有四足动物，包括它们所有的化石代表。皮尔斯说:“我们预计，当四足动物从功能齐全的鱼类转变为完全陆生的四足动物时，肱骨会携带很强的功能信号，我们可以利用这一点来预测四足动物何时开始在陆地上移动。”“我们发现，陆生能力似乎与四肢的起源是一致的，这真是令人兴奋。”

 

肱骨将前腿固定在身体上， 杏耀娱乐平台怎么样，承载着许多肌肉，在以四肢为基础的运动中必须抵抗大量的压力。正因为如此，它掌握了大量有关动物运动和生态的关键功能信息。研究人员认为，从鱼的矮胖到四足动物的更长的肱骨形状的进化变化，与向陆地运动的过渡有重要的功能影响。到目前为止，很少有人从定量的角度来研究这一观点。

 

当迪克森还是一名二年级的研究生时，他开始着迷于将数量性状建模理论应用于理解功能进化。2016年，一组古生物学家领导了一项研究，皮尔斯也是这项研究的作者之一。定量特征建模的核心是古生物学家乔治·盖洛德·辛普森(George Gaylord Simpson) 1944年提出的适应性景观概念，即崎岖不平的三维表面，有山峰和山谷，就像山脉一样。在这一景观中，高度的增加代表着更好的功能表现和适应能力，随着时间的推移，预计自然选择将驱使种群向适应高峰爬升。

 

迪克森和皮尔斯认为他们可以用这种方法来模拟四足动物从水到陆地的过渡。他们假设，随着肱骨形状的改变，适应性景观也会随之改变。例如，鱼类会有一个适应高峰，在那里，游泳的功能性能达到了最大化;陆生四足动物会有一个适应高峰，在那里，在陆地上行走的功能性能达到了最大化。皮尔斯说:“我们可以利用这些景观，看看早期四足动物的肱骨形状是否更适合在水中或陆地上表演。”

 

“我们开始思考什么功能特征对收集fr来说是重要的