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鱼类的崛起：5亿年的进化

作译者：吴奕俊,郭恩华

出版时间：2018-11 千字数：462 版次：01-01 页数：300

开本：16开装帧： I S B N ：9787121351709

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纸质书定价：￥98.0

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内容简介

前言

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前言 / xi
第二版前言 / xiii
致谢 / xv
第一章 地球、岩石、进化和鱼 / 001
了解鱼类进化过程的背景信息 / 001
化石和岩石 / 003
岩石中的生命史 / 004
进化的事实 / 005
基本的脊椎动物解剖知识指南 / 008
测定岩石和化石的时间 / 010
漂流的大陆和鱼的进化 / 012
自然界内的秩序 / 013
化石研究与制备 / 016
第二章 声名显赫的游泳蠕虫：第一批鱼类 / 017
脊索动物和第一批脊椎动物的起源 / 017
幼鱼和进化 / 019
蝓鱼 / 020
被囊类动物 / 021
海口鱼及其亲属 / 023 目录
牙形虫：神秘的化石 / 024
骨骼：早期的起点 / 026
第三章 无颌的神奇动物 / 028
八目鳗，七鳃鳗，以及它们那些灭绝了的披有甲胄的亲属 / 028
最古老的有骨鱼：寒武纪和奥陶纪的无颌鱼 / 031
原始无颌鱼的基本结构 / 032
异甲类：一个伟大的辐射分化物种 / 035
缺甲鱼亚纲：七鳃鳗的先驱？ / 038
腔鳞鱼亚纲：鳞片讲述着一段故事 / 042
盔甲鱼亚纲：神秘的东方无颌鱼 / 044
茄甲鱼：自成一派 / 048
骨甲鱼亚纲：无颌类成就的巅峰 / 048
与第一批有颌鱼的联系 / 052
无颌帝国的终结 / 054
第四章 甲胄鱼和长着胳膊的鱼 / 056
长有甲胄，统治着泥盆纪海洋、河流和湖泊的盾皮鱼 / 056
盾皮鱼类的起源和关系 / 057
戈戈鱼和酸制备技术 / 060
斯坦鱼目和假瓣甲鱼目：早期的谜团 / 061
盾皮鱼的基本结构 / 063
硬鲛目和棘胸鱼目： 拥有精细甲胄的鱼类 / 064
胴甲鱼：始终与胳膊差不多长 / 065
褶齿鱼目：拥有强硬的牙齿和多刺的鳍足 / 071
瓣甲鱼目和它们奇怪的亲属 / 072
节甲鱼目：伟大的盾皮鱼分化群体 / 076
第五章 鲨鱼和它们的软骨亲属 / 091
历史悠久的杀手 / 091
鲨鱼的起源 / 095
原始软骨鱼的基本结构 / 096
原始软骨鱼的牙组织 / 104
晚古生代软骨鱼的辐射分化 / 105
白手起家的现代软骨鱼 / 108
全头鱼：一种早期的辐射分化？ / 112
“鳐”向新时代 / 115
第六章 颌部长有棘的鱼 / 118
早期颌鱼的奇异混合体，如棘鱼和其亲属 / 118
棘鱼的起源和亲缘关系 / 120
棘鱼的基本结构 / 121
栅棘鱼目：带有甲胄的棘鱼 / 123
坐棘鱼目：掠食者 / 124
棘鱼目：过滤捕食者和幸存者 / 126
第七章 进化过程突然显现 / 130
内骨骼高度骨化的硬骨鱼 / 130
有脊类：硬骨鱼的神秘祖先 / 133
硬骨鱼的基本结构 / 135
早期的肉鳍鱼或硬骨鱼分支？ / 135
第八章 原始的条鳍鱼 / 138
第一批硬骨鱼的快速崛起 / 138
原始条鳍鱼的基本结构 / 140
泥盆纪条鳍鱼 / 141
原始条鳍鱼的快速兴起 / 148
新鳍鱼：成功的曙光 / 152
第九章 真骨鱼，真正的冠军 / 154
世上最成功脊椎动物的起源和分化 / 154
硬骨鱼类的早期开端 / 156
骨舌总目：骨质的舌头 / 158
化石比目鱼的奥秘 / 159
海鲢：漫长的进化过程 / 161
鲶鱼及其亲属的帝国 / 165
纯真骨类：无与伦比的一种分化形态 / 167
第十章 鬼鱼和其他原始掠食者 / 174
长有肉鳍的肉鳍鱼以及适合它们生存的地方 / 174
中国鬼鱼和它的亲属 / 176
杨氏鱼和威尔士王子鱼 / 180
长有匕首状牙齿的鱼 / 180
肉鳍亚纲的基本结构 / 182
腔棘鱼（空棘鱼）：长有穗的尾巴 / 184
肉鳍亚纲群体的关系 / 187
第十一章 咬合方式奇怪的鱼类 / 188
肺鱼是怎样学会呼吸空气的 / 188
孔鳞鱼目：头部很胖、眼睛好似珠子的掠食者 / 189
肺鱼：两种呼吸方式 / 191
一条原始肺鱼的基本结构 / 192
肺鱼的起源 / 195
肺鱼的多样性 / 196
牙本质覆盖的腭骨： 在早期用于碾碎猎物的结构 / 201
精细的捕食机制 202
第十二章 巨大的牙齿，强壮的鱼鳍 / 208 目录
拥有与人类手臂和腿部类似鳍骨的鱼类 / 208
四足鱼类的起源 / 208
石炭纪的巨型杀手：根齿鱼目 / 210
迈向陆地的一步：四足形亚纲茎群 / 212
第十三章 进化中最伟大的一步 / 223
从水中游动的鱼到步行于地面的陆上动物 / 223
从水到陆地：如何生存 / 225
希望螈目——是鱼还是长着鳍的两栖动物？ / 227
四足动物干群 / 231
鱼类的一小步，人类的一大步 / 238
鱼的分类 / 240
词汇表 / 245
参考文献 / 251

第二版 前言
大约在30年前，我还是一个年轻的新入门研究生，正尝试撰写一篇关于泥盆纪条鳍鱼的论文。此时我有幸遇到了三位研究化石鱼类、德高望重的专家：布莱恩?加迪纳（Brian Gardiner），彼得?弗雷（PeterForey）和科林?帕特森。我们在克兰伯里阿姆斯酒店喝了些淡啤酒，进行了热烈的讨论。这座酒店离自然历史博物馆不远，那里是著名的古生物知识殿堂。我总是会回想起布莱恩告诉我的那些不朽话语，他说的是为什么动物学的学生都应该花些时间来研究化石鱼类。我不记得确切的话，但他的建议差不多是这样的：“一旦你了解了鱼类骨骼的复杂性，并且了解到了鱼类进化方式的话，那学起其他脊椎动物的解剖结构时，就十分轻松了！”从那时起我一直认为，自鱼类离开水面，变身为早期四足动物，入侵了陆地的那一瞬间起，其他脊椎动物的进化就只是在对现有的一套身体结构进行微调罢了，从两栖动物一直到哺乳动物，莫不遵守这一规律。
今天，我的很多同事可能会不同意这个观点，或者认为这个观点过于简单，但脊椎动物进化史上的大部分重要环节也的确发生在鱼类身上。鱼类在大约5亿年前出现，当时它们还是“声名显赫的游泳蠕虫”。此后，鱼类成了骨骼的起源，发育出了颌骨和牙齿，拥有复杂的骨骼结构，用它来保护大脑，并且还长出了强而有力的肌肉，能让鱼在水中稳定姿态，更好地游动。鱼类进化出了世上第一种强健的四肢、先进的感官系统、内耳骨骼，甚至进化出了交配繁殖的方法。鱼类也是这个世界上首批拥有多室心脏、复杂的大脑、肺部以及呼吸空气能力的动物。在它们的进化过程中，有许多这样的重要阶段，这些阶段都在1995年出版的本书第一版中得到了展现。而到了今天，这些进化情景中的大多数仍然成立。
然而，《鱼类的崛起》第一版距今已有15年。在这15年期间，人们撰写了许多关于化石鱼类早期进化和分化情况的宝贵著作，而且在硬骨鱼（teleosteans）这一最成功鱼类的系统分类学和进化生物学方面也取得了重大进展。这些新发现中最重要的成果如下：在中国发现的首批鱼类的化石，这些化石鱼类历史最为悠久[海口鱼（Haikouichhtys），丰娇昆明鱼（Myllokungmingia）]。通过对骨甲鱼（osteostracan）、盔甲鱼（galeaspids）、
花鳞鱼（thelodonts）和缺甲鱼（anaspids）所进行的最新研究，及对许多早期无颌鱼所产生的更深了解，人们第一次发现了生活于早期泥盆纪，接近完整的原始鲨鱼化石，它与其他原始的颌鱼之间形成了衔接，这些鱼类包括棘鱼（acanthodians）和盾皮鱼（Podmacanthus，Doliodus）。人们发现了早期鲨鱼（Pucapumpella鲨）的完整头盖骨，同时对许多新发现的早期鲨鱼（Akmonistion，Thrinacoides）进行了极佳的描绘，如对许多新奇的早期鲨鱼（Akmonistion，Thrinacoides）的精彩描述，盾皮鱼的胚胎和母体喂食结构如艾登堡鱼母（Materpiscis），以及对一些节甲鱼雌雄二形特征的探明，如槽甲鱼（Incisoscutum）。在中国发现了志留系[鬼鱼（Guiyu），斑鳞鱼（Psarolepis）]时期近乎完整的早期骨鱼（osteichthyans）化石；拥有完整大脑，十分美丽的硬骨鱼（Ligulalepis）三维骨骼化石；新鳍鱼类（neopterygians）的早期起源（Discoserra）；为肉鳍鱼[Psarolepis，Achoania，蝶柱鱼（Styloichthys）]和四足状鱼类[肯氏鱼（Kenichthys），Goologongia]早期放射状分布中的关键阶段提供数据的化石，以及为鱼类无缝过渡到早期四足动物[潘氏鱼（Panderichthys），提塔利克鱼（Tiktaalik），Ventastega]的阶段提供证据的新关键发现。还有人们在波兰发现的四足动物陆上行走轨迹，它们形成于泥盆纪中期，改变了我们对鱼类和两栖动物之间进化分裂的看法。此外，我们还发现了有关世界上最成功鱼类（硬骨鱼）起源方面的新资料，甚至还发现了一些关键的联系，显示出了比目鱼（flatfishes）在进化过程中的中间阶段。这个问题曾让达尔文感到困惑，但现在，来自原始比目鱼（Heteronectes）的新的化石证据已经解决了这个问题。
这些只不过是人们在过去15年中发现的许多优秀化石鱼类中的一小部分。这些化石让进化生物学变得充满活力。更重要的是，这些发现使得研究它们的科学家能够制定更紧密的系统发生框架，并且能作出假设，认为现在的生物间关系是稳健的，经受住了时间的考验，当他们再把什么新发现嵌入到这些关系中时，也只需要进行一下微调。这也向各位提示着一点：我们在更重要的生物分类方面也取得了进展，并且也能将生物地理模式放到过去，接受地球上曾经发生的地质事件的考验，如大规模灭绝事件，主要板块的构造运动和全球气候变化，这些地质事件影响到了地球上的生命。
我们在过去10年中获得的，与鱼类早期进化有关的知识，已经引起了更多科学界人士的兴趣。声名显赫的《自然》（Nature）杂志上刊登了大量早期鱼类方面的论文，这正好证明了这一点。在这份杂志中，有很多论文对新发现的志留系和泥盆纪鱼类给进化假说造成的影响进行了分析。这些论文几乎与关于恐龙或哺乳动物的新论文数量一样多。许多新的化石发现，也使我们能够更精确地调整主要进化事件的分子钟分化时间a。其他一些研究则说明，在现存鱼类中观察到的同源基因表达，可能是主要进化事件的驱动因素。虽然在过去15年左右人们对鱼类过渡到四足动物的进程给予了很大的关注，但目前脊椎动物史上最大的未解之谜，则似乎是颌骨的起源。我们手上没有多少显示无颌鱼类和第一种有颌鱼类之间任何中间阶段的标本，所以，我们会热切期盼着在未来获得任何发现，让我们更好地了解这一伟大的进化步骤。
考虑到这一点，我试图彻底修订本书，把这些新的发现加入进来，并且把这些新发现中最重要的图片囊括进来。我打算让本书跟上一版差不多通俗易懂，不会去进行过于详细的科学讨论，免得让人困惑不解。这本书对鱼类的起源和早期演变提供了一种相对简单的科学概述，但读者如果想全面地了解某些发现及其影响的话，可以进一步阅读本书列举的详细参考书目。本书的进化分支图代表了目前主要鱼类群体的关系，但读者必须谨慎看待这些分支图，因为新的发现可能会改变某些物种的位置。
本书通过阐明脊椎动物史上最重要的一些环节，来赞颂科学发现之乐、进化的复杂和美丽之处，以及古代鱼类对世界之重大贡献。有些人喜欢收集化石鱼类，将这些非凡的化石当作具有内在美的事物，惊叹它们的美；而其他许多人则会研究化石鱼，以解开它们的以及我们的进化奥秘。不管你会怎样对待鱼类化石，我仍希望本书的这一新版本，能继续激发人们对早期脊椎动物进化性质的好奇和赞叹，并且鼓励新一代古生物学家，让他们的眼界不仅限于自己专门研究的陆生脊椎动物上。
约翰?A. 朗（John A. Long）

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