英国国王因它丧命 揭秘吸血怪物“来头”

源自：中国科学报

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　　燕辽鳗是目前已知的现代七鳃鳗最近的祖先。图为燕辽鳗复原图。

⊙记者：胡珉琦

　　在渔业领域，有一种生物“恶名远扬”。恐怖片《血湖》中的吸血恶魔就是以它为原型创作的。
　　它有着一张酷似吸盘的圆形大嘴，嘴中密密麻麻的锋利角质齿让人望而生畏。它的捕食行为十分惊悚──将吸盘紧紧吸附在其他鱼类身上，大口吸血，直至猎物被折磨得孱弱不堪，甚至毙命。“水下吸血鬼”的称号由此而来。
　　这种生物就是七鳃鳗，世界上仅存的两类无颌脊椎动物之一。它的历史记录有3.6亿年之久，跨越了数次生物大灭绝，但其形态似乎没什么变化，是著名的“活化石”。
　　由于七鳃鳗的化石记录非常稀少，人们对于它的演化进程知之甚少。近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员吴飞翔、张驰和法国自然历史博物馆教授Philippe Janvier在侏罗纪时期的七鳃鳗化石中发现了新线索。相关研究成果近日发表于《自然-通讯》。
　　它让人又爱又恨
　　从外形来看，七鳃鳗酷似鳗鱼，身体细长，表皮裸露无鳞，背鳍小，尾鳍前部纵高，向后延伸并环绕身体末端，头顶两眼之间有一个单开的鼻孔，眼后身体两侧各有7个鳃孔，这是它被称为“七鳃鳗”的原因。
　　七鳃鳗虽然被视为“嗜血怪物”，但在中世纪皇室贵族的餐桌上，它却是一道从不缺席的佳肴，因为它含有丰富的脂肪、蛋白质以及维生素A。
　　英格兰国王亨利一世曾以贪吃七鳃鳗而闻名。查尔斯·狄更斯在他的小说《写给孩子们的英国史》中写到，67岁的亨利一世在诺曼底巡视期间，因为不顾医生劝诫“过量食用七鳃鳗”，最后死于消化不良和发烧。
　　随着食物种类越来越丰富，七鳃鳗不再作为美食存在，反而因其惊人的繁殖、扩散能力和取食习性成为了危害极大的入侵物种。19世纪末，海七鳃鳗通过大西洋航运运河进入五大湖区，此后半个多世纪，它们几乎使当地的渔业资源崩溃。
　　海七鳃鳗是现存40多种七鳃鳗中个头最大的，长度可超1米。被它吸血的本土鱼类死亡率为40%至60%，即使活下来，伤口也很难愈合。
　　后来，美国和加拿大成立了一个名为五大湖渔业委员会的组织，目的就是捕杀海七鳃鳗，以控制它们的繁殖数量。
　　毫无疑问，从历史到现实，七鳃鳗是一种演化极为成功的无颌脊椎动物。
　　“变态”发育的证据
　　不过，由于七鳃鳗的身体中缺少硬骨，一般很难作为化石保存下来，因此科学家发现的七鳃鳗化石寥寥无几。
　　目前已知的最古老的七鳃鳗化石是生活在3.6亿年前南非晚泥盆世的古七鳃鳗的化石。这条古七鳃鳗的体形很小，头部占比较大，像蝌蚪，嘴巴已经有了吸盘的样子，但牙齿却很细弱。较年轻的石炭纪七鳃鳗体形和泥盆纪的同类一样小，它们不具备现代七鳃鳗一样的生命史，没有变态发育的阶段。
　　现代七鳃鳗是个体发育史中存在“变态”现象的少数脊椎动物之一，它有着三段式的生命周期，就像蝌蚪变青蛙，经过变态发育，从幼体发育成形态和生态习性差别极大的成体，其中也包含取食方式的根本变化。
　　2006年，中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员张弥曼等人在著名的“热河生物群”中，第一次找到了中生代的七鳃鳗化石，并将其命名为孟氏中生鳗。
　　在随后的研究中，张弥曼和同事首次识别出孟氏中生鳗的幼体和变态期幼体。她告诉《中国科学报》，中生鳗的幼体没有吸盘，嘴巴形似漏斗。它们藏在水底的沙子里，把口伸出沙层探入水中，水流会把一些碎屑和小生物冲进七鳃鳗幼体──沙隐虫口中。数年之后，幼体经历变态过程进入成年期，脱离沙层，进入水中开启全新的生活。
　　“这些幼体的形态特征、生活习性和它们的现代后裔几乎没有差别。”张弥曼强调，这意味着，现代七鳃鳗独特的三期生命史早在距今1.25亿年的早白垩世晚期即已成型并保持至今。而从燕辽鳗来看，这个特征应该在侏罗纪早期就出现在七鳃鳗家族里了。这个特征的出现可能主要归因于它们取食结构的演化和食物来源的变化，是“内因”和“外因”共同导致的结果。
　　“食肉”而非“吸血”
　　2020年，4件来自更古老的“燕辽生物群”的七鳃鳗化石到了吴飞翔的手中，给他带来了巨大的惊喜。
　　从时间上看，燕辽鳗存在于侏罗纪时期，比中生鳗还要早近4000万年。从外形上看，其中一件标本的体长超过64厘米，体形为目前已知化石七鳃鳗之最。古生代七鳃鳗多为几厘米，最大的也只有10厘米左右。
　　“燕辽鳗化石不仅保存完整，而且它们的吸盘和牙齿是以近乎立体的状态保存的。”吴飞翔表示，这为揭示七鳃鳗摄食行为的演化提供了罕见而珍贵的样本。
　　他介绍说，现代七鳃鳗其实并不只有吸血的，还有食肉的、食腐的种类，以及变态发育后不进食的种类，而不同的取食方式对应着不同的牙齿特征。
　　最让人意外的是，燕辽鳗的牙齿结构与北半球常见的吸血型七鳃鳗，比如海七鳃鳗有明显差别，而与今天生活在南半球澳大利亚南部、新西兰和智利南部食肉类型的七鳃鳗有诸多相似之处。“特别是吸盘牙齿和用来剜切肉块的牙齿形态很相近。”吴飞翔解释道。
　　研究人员还在燕辽鳗化石的消化道中找到了一些骨片残骸，印证了燕辽鳗的确是食肉类型。
　　此外，张驰运用贝叶斯全证据定年和谱系分析方法，重构了七鳃鳗家族的谱系树，结果发现，燕辽鳗是目前已知的现代七鳃鳗最近的祖先。
　　过去古生物学家对现代七鳃鳗谱系关系和七鳃鳗牙齿特征进行分析后认为，现代七鳃鳗的祖先是一种类似于海七鳃鳗的吸血类型。而这项最新研究却表明，现代七鳃鳗的祖先更可能是一类吃肉的七鳃鳗。
　　不仅如此，根据重构后的七鳃鳗家族谱系树，研究人员推测，从摄食系统的演化来看，侏罗纪是七鳃鳗演化历史的“分水岭”，取食结构的演化，再加上天赐的良机，让七鳃鳗具备了现代类型的面貌和生命史特征。
　　“从早侏罗世开始，较进步的、薄鳞真骨鱼类的大量出现，为牙齿已经强化的七鳃鳗提供了大量食物来源，使它们体形大增，进而促成了能量要求很高的现代型三段式生命史的出现。”吴飞翔表示，换言之，今天七鳃鳗的这副狰狞面目和“变态”的生命周期，很可能只是其演化历史的一个偶然结果。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-42251-0