人类为什么属于硬骨鱼纲

2023-06-23 09:02:28

人类最早的脸的是来自鱼类吗,脸是如何出现的?

基因决定相貌

外貌主要是指一个人的面部特征或面部形态。既然外貌是父母给的,那一定和遗传有关。因此,可以说基因决定外表。确切地说,是父母的基因决定了一个人的外貌。但是父母的基因是如何决定外貌的呢?现在,一些研究成果正在回答这个问题。

荷兰鹿特丹伊拉斯谟大学医学中心的曼弗雷德·凯塞尔(Manfred Kessel)利用头部的三维磁共振成像和人的二维肖像绘制面部标记来估计面部特征。然后他们进行了全基因组关联分析,用以发现特定人类联系中更频繁的基因变异。此外,基因组分析可以解释为什么双胞胎看起来几乎一样。同时,与没有血缘关系的人相比,兄弟姐妹的脸也非常相似。

研究人员绘制了来自不同国家的1万名欧洲人的面部特征图,然后利用全基因组关联在这1万人中找到与面部形态相关的基因。原来,决定一个人容貌的基因有五种,或者说这五种基因对一个人的脸型有重大影响。其中三个与颅面发育和疾病有关。

凯塞尔认为,这一结果意味着,在未来的某个时候,人们可能只能从一个人留下的DNA中推断出一个人的面部形状,而且根据DNA就能绘制出一个人的肖像。

虽然研究人员尚未完全解释这五种基因如何决定一个人的外貌,但一般分析显示,这5种基因与9种面部特征有关,这9种面部特征与额骨、上颌骨、下颌骨、颧骨、眶骨、鼻骨等有关,也与这些头面部骨骼的成熟程度有关由于队形的大小和高度,都决定了一个人的外貌。例如,斜视与眼眶骨有关,这是由眼眶距离较小引起的。

垃圾基因也能决定相貌

垃圾基因是指基因组中95%-98%不编码任何蛋白质的基因。然而,目前的研究发现,占据基因组大部分的垃圾基因不是垃圾或没有功能,而是未知的宝藏。研究人员发现,垃圾基因的功能之一是调节基因活性,就像命令一样,控制着基因。

人与人之间的主要区别之一是每个人的外表不一样。因为外表和外表是由基因调节的,所以它们也可能受到基因的调控。这一猜想现在已经在动物身上得到证实,可以推断,人类的外貌不仅由上述五种基因决定,而且还受其他一些与外貌有关的垃圾基因和功能基因所决定。

美国伯克利劳伦斯国家实验室(Lawrence National Laboratory)的阿克塞尔·韦塞尔(Axel weissel)发现,老鼠的垃圾基因中有一些被称为增强子的基因片段,可以影响老鼠面部基因的功能,比如开关或放大器。例如,眼睛的大小、笔直的鼻子和头部的形状可能与这些被称为增强子的基因片段密切相关。

韦塞尔等人。发现55种增强剂可以影响小鼠头部的发育,其中一些对小鼠的外观(面部形态)有重要影响。因此,他们制造出缺少三种已知增强剂的转基因小鼠,然后使用56天大的小鼠头部的计算机断层扫描(CT)图像。图为转基因小鼠的头部在长度和宽度上与正常小鼠不同。转基因小鼠坦皮旁的头部或长或短,或窄或宽。此外,在转基因小鼠中,这些增强剂的缺失不会导致腭裂、下巴突出或其他问题,但脸部的精细结构得到了调整。

这一结果表明,垃圾基因中的增强子也可以决定人类的外貌。当然,人类基因组中可能有数以万计的增强子,这些都在一定程度上影响着脸型的形成。研究人员不知道这些增强因子是如何工作的,但垃圾基因和人类外貌之间肯定有联系。

进化形 *** 的相貌

基因决定人类的外貌,但基因也在人类的生存和进化中积累。因此,人类的进化和生命史也影响着人类的外貌。

由于人类是从猴子进化而来,早期人类的外貌与灵长类动物相似。然而,与猴子和黑猩猩相比,人的面貌和善得多。为什么?原因是脸上没有那么多皱纹,嘴巴也不凸出。

人的嘴不是凸出的,而是与脸部基本保持在同一个维度或平面上,使人的脸远离凶猛,显得平和友好。那么,人的嘴向后缩回,与鼻子和眼睛在同一平面上的原因是什握团么呢?答案是,人类的饮食和咀嚼为今天的外表奠让橡定了基础。

亚利桑那州立大学的马克·斯宾塞等人扫描了南方古猿的头部,发现25亿年前的人类祖先有用牙齿打开坚果的能力。这种能力可以使它们在环境变化时寻找新的食物,从而改变它们的外表。研究人员将南方古猿头部和鼻子的数据与早期人类的数据相结合,建立了一个颅骨和牙齿的虚拟模型。研究人员接着观察黑猩猩,测量它们的肌肉是如何工作的,然后将这一原理加入模型中,并与猕猴模型进行比较。

比较结果表明,南方古猿祖先的前磨牙较大,釉质较厚,珐琅质与磨牙的附着性较强,说明它们的食物比以前吃过的小种子和坚果要大的多。在气候变化和粮食短缺的情况下,一些应急食品,如硬干果和种子,是非常重要的生存资源。因此,现代人用工具解决的问题,早在人类先祖时期就已经用嘴解决了。南方古猿经常用前磨牙咬东西。臼齿是下巴后面的牙齿,叫做臼齿。

南方古猿的臼齿有一个平坦的磨牙面,表明它们吃硬的食物(如硬果和硬壳果)。粗壮的臼齿特别大,被称为“臼齿”。这些牙齿自然地扩大了脸的面积,使他们有更大的脸,强大的肌肉附着,和突出的嘴。

然而,生活方式和环境的变化导致直立人的形成(路径是南猿、能人和直立人),后者在牙齿上与前者不同。南方古猿的后牙较大,而直立人的后牙较小,前牙较大。后牙的减少使后牙在咀嚼时使用较少,因此下颌骨和面部相关骨骼结构萎缩,人吻自然萎缩明显。当早期人类突出的鼻子收缩时,他们的面部特征与灵长类动物明显不同,形成了一张正常而和善的脸。

直立人前牙的扩张不仅与咀嚼食物有关,而且似乎与用嘴咬住和握住物体有关。也可能与动物性食品的准备有关,比如用牙齿撕碎肉,把肉切成小块,或者撕肉给孩子吃等等。

虽然有很多解释,但直立人后牙的减少和前牙的增大是显而易见的,也因此成就了今天人类的短吻和眼、鼻的位置以及和善的面孔。

人脸源自鱼脸

面部特征或面孔不是人类独有的。所有脊椎动物,从鲨鱼到松鼠,都有脸。因此,人脸也有一个进化的过程。何时何地人类的脸第一次有了可识别的现代形状,也就是我们今天所说的面部特征?

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的朱敏等人初步解开了这一谜团。他们认为人的脸起源于鱼脸,而这种鱼是“初始全颌鱼”。它是一种灭绝的古代鱼类,可能是最早的“有脸”生物。在4.4亿到3.6亿年前,这种鱼类统治着世界各地的海洋、河流和湖泊。

动物脸部的形成首先是有上下颌骨,从大白鲨到人类,有下颚(嘴)的脊椎动物被称为下颚类。它们是脊椎动物进化的主体,占现存脊椎动物物种的99.7%。然而,有几类啮齿动物:盾皮鱼纲、棘鱼纲、硬骨鱼纲和软骨鱼纲。其中硬骨鱼纲、棘鱼纲现在已全部灭绝。研究人员认为,硬骨鱼是陆地脊椎动物甚至人类直系祖先的起源地,因为脸上的每一块骨头都可以在硬骨鱼的头部找到。然而,如果我们能比硬骨鱼更早地发现鱼,我们就能找到人类脸的最早起源。

比硬骨鱼纲更古老的是盾皮鱼纲,后者除了下颚与人类没有同源性,鼻子和额头上的骨头可以与人的骨骼相匹配。然而,两者之间并没有进化的过渡。2018年,朱敏等。在云南省曲靖市郊区潇湘水库附近农田发现了大量古生物化石,其中包括一个完整的古鱼类化石。这种鱼被认为是从盾皮鱼到硬骨鱼的过渡物种。

从进化的角度来看,我们可以看到人类脸部的所有要素,因为它有上下颚,所以人们可以模糊地看到4亿多年前人类面部骨骼的外观。例如,最初的泛颚鱼有上颌骨、上颌骨和齿状骨,它们是决定脸部的骨骼,这也意味着最初的全颌鱼可能是第一个具有现代颌骨结构的生物。从进化的角度来看,这种古老鱼类的脸是进化史上人类脸的第一次出现。

因此,人类脸部的形成和进化可以简单地描述为:4亿多年前,一种远洋鱼类进化出一种更为复杂的下颚,并进化成硬骨鱼,成为一种全颌鱼。然而,全颌鱼进化而来的面部骨骼结构,包括鱼、青蛙、鸟类、啮齿动物(如老鼠)、灵长类动物(如黑猩猩)和人类,都继承了潘贾纳斯的面部骨骼和由这些骨骼形成的原始面部。此外,人类的脸和这些动物的脸有许多相似之处。否则,人类语言词汇中就不会有獐牙菜和尖鼻猴这样的词汇。

人究竟是鱼进化来的,还是猿变的?

人究竟是鱼进化来的,还是猿变的?

地球上最开始诞生的生命是来自于海洋,因此地球上生物的共同祖先其实就是海洋生物,其中也包括了人类的祖先。生命在海洋中诞生之后,就进行了不断的演变和进化,最终生命形式也变得更加多样化,而这时水中霸主鱼类的祖先就出现了。

鱼类的祖先算是一种鱼形生物,就比如海口鱼。在远古时期,动物大多都会进化出铠甲来保护自己,但其实除了铠甲之外,脊椎的产生也可以更好的面对地球环境,而这也是神奇的智慧。

最开始的盾皮鱼就属于真正的鱼类,盾皮鱼属于团碧州颌鱼类,但是因为他们的颌骨牙齿比较奇特,科学家经过很长时间的调查,才对盾皮鱼有了一定了解。袖珍边城鱼和盾皮鱼一样都属于颌鱼类,但是它们存在一定的差异。所以在科学家看来,袖珍边城鱼其实算过渡物种,而这也让科学家有了研究方向。

当科学家把袖珍边城鱼与人类的进化相连时,最终发现有颌类生物的硬骨鱼纲生物,其实就是人类的祖先。而关于硬骨鱼从海洋到陆地的迁徙,其实要从3.75亿年前说起。最开始生物诞生于海洋中,随着海洋环境和陆地环境的不塌蔽断变化,最终海洋生物也逐渐走向陆地,而更先踏上陆地的是一种肉鳍鱼。

鱼类本身不适合陆地生存,而肉鳍鱼之所以能逐渐适应陆地环境,是因为它们的肉鳍中存在中轴骨,这根骨头可以有效的让肉鳍鱼在陆地上支撑移动。并且肉鳍鱼在陆地上也需要呼吸,所以肉鳍鱼也慢慢进化出了陆地生物呼吸的肺,而这也标志着肉鳍鱼踏入两栖生物。

两栖生物的转变,让最初的海洋生物也能够离开海洋,之后随着环境的变化,两栖生物又朝着爬行动物转变,然后又进行了进化,最终成为了现如今统治世界的哺乳动物。我们人类就是哺乳动物,而我们的祖先除了是鱼类之外,也可以是恐龙时期的普尔加托里猴。

恐龙当时在地球上是霸主地位,不过随着自然灾难的降临,最终统治1.6亿年之久的恐龙也退出了历史舞台,而存活的恐龙也逐渐演变成了我们现在常见的鸟类等动物。虽然强大的恐龙在灾难中消失了,但普尔加托里猴却活了下来,并且在不断进化中,最终猴类与人猿科挥手告别。

人猿科曾经属于一科,不过到了1600万年前,人猿科也分成了两科,分别是人亚慧春科和猩猩亚科。到了600万年前,最终我们“真正”的祖先智人才与猩猩分开,从而踏上了统治地球的道路。对于达尔文的进化论,人们除了支持,更多的也是欣赏,因为进化论诠释了生物起源和整个进化过程,并且遗传学和其他理论也证实了进化论。

人的相貌是怎样形成的?

人的相貌源自父母,而女儿的相貌更像父亲,儿子的相貌更像母亲。但是,这也不能深入解释,一个人的相貌是如何形成的。

基因决定相貌

相貌主要指的是一个人的面部特征或脸部形态。既然相貌是父母给的,那就一定与遗传有关,因此可以说基因决定相貌,确切地说,是父母的基因决定一个人的相貌。但是,父母的基因是如何决定相貌的呢?现在,一些研究结果正在回答这个问题。

荷兰鹿特丹市伊拉斯姆斯大学医学中心的曼弗雷德·凯瑟尔研究团队利用人的三维头部核磁共振成像和二维肖像照片来绘制面部标志,以此来估计面部特征。随后他们进行了全基因组关联分析,这种分析被用于寻找更频繁的出现于人类特殊联系中的基因变异。而且,全基因组关联分析也有助于解释为何同卵双胞胎的相貌近乎完全一样。同时,与毫不相干的人相比,兄弟姐妹的脸面也非常相似。

研究人员绘制了1万名来自不同国家有欧洲血统的人的面部特征,然后采用基因组关联寻找这1万人与面部形态有关的基因。结果发现,有5个基因可以决定人们的相貌,或者说这5个基因对人的脸型有显著影响。其中3个基因与颅面部的发育和疾病有关。

凯瑟尔认为,这个结果意味着人们或许在未来的某个时刻有可能仅仅通过一个人遗留下来的DNA就能推断其脸型,而且根据DNA就能绘制出一个人的肖像。

尽管现在研究人员还不能完全解释这5个基因是如何决定人的相貌的,但大致分析认为,这5个基因与9个面部特征有关,这9个面部特征与人的额骨、上颌骨、下颌骨、颧骨、眶骨、鼻骨等有关,而这些头面部骨头发育的成熟与否以灶闭及成形的大小和高低等,都决定着一个人的相貌。例如,眯眯眼就与眶骨有关,是因为眶距较小造成的。

垃圾基因也能决定相貌

垃圾基因是指基因组中95%~98%的不编码任何蛋白质的基因。但是,现在的研究发现,占据基因组绝大部分区域的垃圾基因并非垃圾或没有功能,而是未被认识的宝藏。研究人员已经发现,垃圾基因的功能之一就是调节基因的活动,如同一道指令一样,控制着基因。

人与人之间差异的主要表现之一是每个人的相貌并不相同。既然相貌是由基因决定的,而且垃圾基因也参与和调控编码蛋白的功能基因,因此人的相貌也可能由垃圾基因来调控。这个推测现在在动物身上得到证实,从而也可推论,人的相貌不只是上述5种基因决定,而是由其他一些垃圾基因和与相貌有关的功能基因共同决定。

美国伯克利劳伦斯国家实验所的阿克塞尔·维塞尔研究团队发现,小鼠的垃圾基因中有一些被称为增强子的基因片段可以像开关或放大器一样影响小鼠面部基因的作用。例如,眼睛的大小、鼻子是否挺拔、头颅的形状等可能都与这些被称为增强子的基因片段密不可分。

维塞尔等人通过对小鼠胚胎的实验发现,能对小鼠头部发育起影响作用的增强子有55个,其中,有一些对小鼠的相貌(脸部形态)产生重要的影响。于是,他们培育了缺少3个已知增强子的转基因小鼠,然后用计算机断层扫描成像来描绘这些小鼠56天大时的头颅三维图像。图片显示,转基因小鼠的头颅在长短和宽窄上都与普通小鼠不同,前者的头颅或长或短些,或显得更窄或更宽些。而且,如果删除转基因鼠的这些增强子并不引起腭裂、下巴突出或其他问题,只是面部的细微结构有调整。

这个结果提示,垃圾基因中的增强子也可以决定人的相貌。当然,人类基因组中可能有成千上万个增强子,它们都在某种程度上影响脸型的形成。研究人员目前还不清楚这些增强子怎样发挥作用,但垃圾基因与人的相貌肯定是有关联的。

进化形 *** 的相貌?

基因决定人的相貌,但是基因也是在人类的生存和进化中积淀而成的,所以,人的进化和生命侍陪史也影响着人的相貌。

人既然是从猴子进化而来的,那么人类较早时候的相貌就与灵长类动物相似。不过,对照猴子和黑猩猩,人的面貌和善得多。这是为什么呢?原因在于,现在人的脸部没有那么多的皱纹,同时人的嘴不是前凸的。

人的嘴不前凸而是与脸面基本保持在同一个维度或平面上,这才让人的面孔远离狰狞,显得平和与友善。那么,人的嘴是因什么原因向后收而与鼻子眼睛处于同一个平面的呢?答案是,人类的饮食和咀嚼为今天的容颜打下了基础。

美国亚利桑那州立大学的马克·斯宾塞等人对南方古猿的头颅进行三维扫描后发现,距今250万年前的人类祖先拥有用牙齿开启坚果的能力,这一本领可隐谈裂以使他们在环境改变时,寻找新的食物,也因此而改变了容颜。研究人员把南方古猿头颅和鼻子的数据与早期人类的数据相整合,制作了一个颅骨和牙齿的虚拟模型。研究人员再对黑猩猩进行观察,并测量它们的肌肉如何工作,然后将这一原理加入到模型当中,再与猕猴的模型进行比较。

比较的结果是,人的祖先南方古猿的前磨牙较大,牙齿珐琅质厚重,以及珐琅质坚固地附着在磨牙上,说明那时他们的食物要比之前所吃的小型种子和坚果更大。坚硬的干果和种子等一些应急食物在气候改变和食物缺乏的时期是非常重要的生存资源。因此,现代人用工具解决的问题在早期人类祖先那里是用嘴巴来解决的。南方古猿常用前臼齿撕咬东西。臼齿就是颌部后面的牙齿,即磨牙。

南方古猿的臼齿拥有较平的研磨面,说明他们取食比较坚硬食物(例如硬的水果和硬壳果)。粗壮型的臼齿尤其硕大,被称为“磨石臼齿”。这种牙齿自然把脸部的面积扩大了,使得他们具有较大的脸以及强大的肌肉附着,嘴也向前凸出。

然而生活方式和环境的改变使得从南方古猿分出来的一支形成了直立人(路径是南方古猿、能人、直立人),后者与前者在牙齿上有了区别。南方古猿是后部牙齿大,而直立人是后部牙齿缩小,前部牙齿增大增强。后部牙齿缩小使得咀嚼时后部牙齿用得较少,于是下颌骨及面部相关骨骼结构缩小,人的吻部自然向后明显收缩。早期人类外凸的吻部收缩后,其面容就与灵长类有了显著的差异,形成了平正而和善的面容。

直立人前部牙齿的扩大并非只是与咀嚼食物相关,也似乎与用嘴来咬紧和衔住物品有关,也可能与制备动物性食物有关,例如,用牙撕扯肉食以便将其分割成小块,或是为了小孩食用而撕碎肉食等等。

尽管有多种解释,但直立人的后部牙齿缩小和前部牙齿增大却是显而易见的,也因此成就了今天人类的短吻和眼、鼻的位置以及和善的面孔。

人脸源自鱼脸?

相貌或脸面并非只是人类所独有,从鲨鱼到松鼠等所有脊椎动物都有脸面,因此,人的脸面也有一个演化的过程,那么人脸最早是在何时何地拥有可以识别的现代形状,也即今天我们所说的相貌呢?

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏等人初步解开了这个谜,他们认为,人脸最初起始于鱼脸,这种鱼就是“初始全颌鱼”,是一种已经灭绝的远古鱼类,它可能是最早“有脸”的生物。这种鱼大约在距今4.4亿至3.6亿年之间统治着全球的海洋、河流和湖泊。

动物脸部的形成首先是有上下颌骨,从大白鲨到人类,长着上下颌骨(嘴巴)的脊椎动物被称为有颌类,它们是脊椎动物演化的主干,占现生脊椎动物种类的99.7%。而有颌类包括四大类群:盾皮鱼纲、棘鱼纲、硬骨鱼纲和软骨鱼纲,其中盾皮鱼纲、棘鱼纲现在已全部灭绝。研究人员认为,硬骨鱼纲是陆生脊椎动物乃至人类直系祖先的起源,因为人脸上的每块骨头都能从硬骨鱼头上找到对应骨骼。但是,如果能找到比硬骨鱼更早的鱼类,就能找到人脸的最早起源。

比硬骨鱼更古老的是盾皮鱼,后者除了颌骨不与人类的同源,其鼻子、额头上的骨骼都可以与人的骨骼对上号,不过,从盾皮鱼到硬骨鱼之间又缺少进化的过渡品种。2010年,朱敏等人在云南曲靖市郊潇湘水库附近的农田中发现了大量的古生物化石,其中有一条完整的古鱼类化石。这条鱼被视为从盾皮鱼到硬骨鱼之间的过渡品种。

从进化的角度审视这条初始全颌鱼,就可以看到人脸的全部要素,因为它有上下颌骨,让人可以依稀看到4亿多年前人类脸部骨骼最早出现时的样子。例如,初始全颌鱼拥有前上颌骨、上颌骨和齿骨等颌部结构,这些骨骼都是决定脸部的骨骼,这也意味着初始全颌鱼有可能是最早拥有现代颌骨构造的生物。从进化角度而言,这条古鱼的脸部就是人类面部在演化史上的首次亮相。

所以,人脸的形成和演化可以简单地表述为:4亿多年前,盾皮鱼中的一支进化出了更复杂的颌骨,并向硬骨鱼类演化,成为全颌鱼。后来盾皮鱼和全颌鱼全部灭绝,但当时全颌鱼进化出的脸部骨骼结构却延续至今,包括鱼类、蛙类、鸟类、啮齿动物(如鼠类)以及灵长类动物(如黑猩猩)和人类,都继承了全颌鱼的脸部骨骼和由这些骨骼所形成的原始脸面。而且,人的脸面也与这些动物的脸面有许多相似性,否则,人类的语言词汇中就不会出现獐头鼠目、尖嘴猴腮等词汇

所以,人的相貌或脸面最早是来源于全颌鱼。

(作者:王晓冰)

中国发现4.2亿年前人脸骨骼特征古鱼,有何意义?

云南省古老的志留纪谨基地层中发现一条保存完好、距今约4.2亿年的古鱼,并命名为“初始全颌鱼”。

“戴上演化的眼镜看全颌鱼,实际上可以看到人类脸部骨骼4亿多年前最早出现时的样子”,古生物学家因此将这一发现形象地称为“古鱼展新脸”。

【发现4.2亿年前人脸骨骼特征古鱼意义】

从大白鲨到人类,长着上下嘴巴的脊椎动物被称为有颌类,它们是脊椎动物演化的主干,占现生脊椎动物物种数的99.7%。有颌类包括四大类群:盾皮鱼纲、棘鱼纲、硬骨鱼纲和软骨鱼纲,其中前两个纲已全部灭绝。

这条“初始全颌鱼”虽然在其他方面都保持着盾皮鱼纲(最雀晌毕原始的有颌脊椎动物)的身体形态,但却已经演化出硬骨鱼纲(亦称硬骨脊椎动物,包括陆生脊椎动物和仍生活在水中的硬骨鱼类)的典型颌部结构或面部特征,其发现填补了这两大类群之间演化的“缺失环节”,在演化生物学上具有重要意义。

而从演化角度看,人类属于硬骨鱼纲的一员,人类的头面部顷芹骨骼,例如构成上颌的上颌骨和构成下巴的下颌骨(亦称齿骨),在早期硬骨鱼那里都可以找到。由于过去认为从盾皮鱼演化到硬骨鱼时,经历了大型骨片丢失再重新演化的过程,之前也只能将人类的头面部骨骼追溯到硬骨鱼刚刚演化出来的时候。

现在,全颌鱼的发现在盾皮鱼类和硬骨鱼类之间架起直接的桥梁。这样一来,包括上颌骨和下颌骨等颌部骨骼在内的人类脸部骨骼就可以冲出硬骨鱼类的范畴,更进一步追溯到4亿多年前的全颌鱼那里。这也是人类颜面部骨骼在演化史上的首次同时登场。

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