腔棘魚目(Coelacanthiformes)是一類古老的魚類,早在3.6億年前的中泥盆世就已經出現,它們的化石在古生代晚期和中生代的地層普遍被發現,但是此后就沒有化石記錄了,以至于古生物學家認為腔棘魚目和非鳥類恐龍一樣,在6500萬年前的白堊紀古近紀大滅絕事件中銷聲匿跡了。

生物學家證明矛尾魚是名符其實的活化石
然而,在1938年科摩羅群島的漁民意外捕獲了一只腔棘魚目魚類,這只腔棘魚目魚類后來被命名為矛尾魚(Latimeria chalumnae)。矛尾魚的發現讓生物學界頗為震驚,已經被確認為滅絕的腔棘魚目竟然“復活”了,因此矛尾魚也被生物學加稱為“活化石”。
不久前,美國貝納羅亞研究所的C.T. Amemiya的科研團隊對矛尾魚完成了基因組測序,并在刊物《Nature》上發表了題為《The African coelacanth genome provides insights into tetrapod evolution》研究報告。
生物學界對于矛尾魚如此關注的原因是其和四足動物的密切關系,矛尾魚所屬的腔棘魚目屬于被稱為肉鰭魚類的家族,而肉鰭魚類也包括了四足動物的祖先,因此對矛尾魚的研究有助于了解四足動物的演化。
比如生物學家爭論的焦點之一是究竟是腔棘魚目,還是肉鰭魚類的另一支肺魚類更接近四足動物的祖先。兩派生物學家從形態學出發都為自己的理論找到了一些證據,支持腔棘魚目的學者提出腔棘魚目的肉鰭和四足動物的四肢更接近,而支持肺魚類的學者則指出四足動物和肺魚具有內鼻孔,而腔棘魚目不具有。
C.T. Amemiya等人的研究得出的結論是相比矛尾魚這樣的腔棘魚目,肺魚類和四足動物的親緣關系更近,為這個爭論畫上了句
研究人員還發現矛尾魚的蛋白編碼基因(protein-coding genes)相比其他魚類和四足動物,進化速率顯著非常緩慢。C.T. Amemiya等人認為這可能和矛尾魚一直生活于深海,而那里的生活環境改變較小,因此不需要適應距離的環境變化有關。
C.T. Amemiya等人比較了矛尾魚和四足動物基因組,發現脊椎動物在適應陸地過程中基因組發生了一系列的改變,其中包括調控免疫、氮排泄,以及發育鰭、尾、耳、眼、腦和嗅覺的基因。
此外,C.T. Amemiya等人的研究還支持了胚外組織的結論,矛尾魚的鰭確實和典型的四足動物的四肢有關,表明了矛尾魚的基因組對于生物學家理解四足動物演化藍圖的重要性。