輻鰭魚
| 辐鳍鱼總綱 化石时期:
| |
|---|---|
| |
| 科学分类 | |
| 界: | 动物界 Animalia |
| 门: | 脊索动物门 Chordata |
| 演化支: | 嗅球類 Olfactores |
| 亚门: | 脊椎动物亚门 Vertebrata |
| 下门: | 有颌下门 Gnathostomata |
| 演化支: | 真有颌类 Eugnathostomata |
| 高纲: | 硬骨鱼高纲 Osteichthyes |
| 总纲: | 辐鳍鱼總綱 Actinopterygii Klein, 1885 |
| 纲與亚纲[1][2] | |
辐鳍鱼,台湾作條鰭魚(英語:ray-finned fish)是硬骨魚的一大演化支,物种多样性占现生所有脊椎动物的一半以上,物种数量几乎占现存3万多种鱼类的99%,栖息地分布遍及淡水、半咸水与海水水体 ,是水域生态系统主流的自游动物类群,其中一些两栖物种甚至可以滞留在湿地和河岸带的陆地环境中栖息。辐鳍鱼主要分为腕鳍鱼纲(现仅存多鳍鱼)、软骨硬鳞亚纲(鲟鱼)和新鳍亚纲(冠群)三个演化支,后者进一步分为全骨下纲(弓鳍鱼和雀鳝)和真骨下纲(约95%的现生辐鳍鱼)两支,不同種類間的體型差异極大,從8毫米(0.31英寸)长的微鯉到11米(36英尺)长的皇带鱼和2.3公噸(5,100磅)重的翻車魚不等。
辐鳍鱼的主要特征为其魚鰭是由輻條狀舒展的骨质/角质棘刺支撐的折扇形皮膜,區別於肉鳍鱼由多关节附肢骨骼支撐或软骨鱼由软骨柱支撑的桨状肉質鰭,相比之下辐鳍的形变更为灵活且有着更高的推重比。在不同的分類系統中,輻鰭魚的分類層級從下綱、亚纲、纲到總綱不等。根據2010年代以來美国學者Richardo Betancur-R等人的意見,廣義上的輻鰭魚被歸為輻鰭魚總綱(學名:Actinopterygii[註 1]),將基群的腕鳍鱼纲囊括在內,而狹義上的輻鰭魚(软骨硬鳞亚纲和新鳍亚纲)则成为該總綱之下的輻鰭魚綱(學名:Actinopteri),與腕鳍鱼互為姐妹群[1][2]。
特徵

鰾是輻鰭魚最關鍵的衍生特徵之一,主要用於調節浮力。[3]除多鰭魚(其鰾保留了祖先的腹側出芽模式,類似肉鰭魚的肺)外,其餘輻鰭魚的鰾均源自前腸的背側出芽。[3]在早期類群中,鰾仍可用於呼吸,這一特徵在全骨類(弓鰭魚和雀鱔)中仍有保留。[4]在一些魚類中(如巨骨舌魚),鰾再次被改造用於空氣呼吸;[5]而在另一些支系中,鰾則完全消失。[6]
輻鰭魚具有多種鱗片類型。現生真骨魚類的鱗片均為薄鱗(leptoid scale),外層呈扇形展開的骨質脊,內層由纖維結締組織構成,較其他魚類的鱗片更薄、更透明,缺乏琺瑯質或齒質層。與非真骨魚類的硬鱗(ganoid scale)不同,薄鱗隨魚體生長以同心層方式添加新層。[7]
真骨魚類和軟骨硬鱗類(鱘魚、匙吻鱘)均經歷過 全基因組複製事件。真骨魚類的全基因組複製約發生在3.2億年前,平均保留了約17%的重複基因;軟骨硬鱗類的全基因組複製約在1.8億年前(1.24–2.25億年之間)。[8][9]在部分真骨魚類支系中又發生了二次複製,如鮭科(8000萬至1億年前)和鯉科(金魚、鯉魚的複製僅在1400萬年前)。[10]
在泌尿生殖系統方面,真骨魚類的泌尿管和生殖管完全分離,而軟骨硬鱗類具有共同的泌尿生殖導管,腕鰭魚綱和全骨類則表現為部分相連的導管。[11]
演化

最早已知的輻鰭魚化石為Andreolepis hedei,距今約4.2億年(志留紀晚期),化石發現於俄羅斯、瑞典和愛沙尼亞。[12]冠群輻鰭魚很可能起源於泥盆紀-石炭紀交界附近。[13]最早的真骨魚類近親化石來自三疊紀(Prohalecites、Pholidophorus),[14]但真骨魚類的起源可能早在古生代。[15]
在中生代(三疊紀、侏羅紀、白堊紀)和新生代期間,真骨魚類經歷了顯著的演化輻射。現今96%的現生魚類為真骨魚類,其中40%屬於棘鰭類(Acanthomorpha)。[16]相比之下,其他輻鰭魚類群均為物種貧乏的孑遺支系。
繁殖
幾乎所有輻鰭魚均為雌雄異體,多數物種行體外受精——雌魚產卵後由雄魚在體外使卵受精。發育通常經歷自由游泳的幼蟲階段。[17]順序雌雄同體現象相當常見,其中以雌性先熟(protogyny,魚類先為雌性後轉為雄性)最為普遍,而雄性先熟(protandry)則相對稀少。[18]
多數科(79%)不提供親代照顧。[19]胎生或某種形式的親代照顧存在於21%的真骨魚類科中,雄性照顧遠比雌性照顧更常見。[19]已知最古老的輻鰭魚胎生證據來自中三疊世的†Saurichthys。[20]能自我受精的魚類較為罕見,例如美洲紅鱂(Kryptolebias marmoratus)為兩棲性同步雌雄同體,可經由體內受精自我繁殖,這種機制可能與其長期離水棲息於紅樹林環境的習性有關。[21]
分類
現行分類
依據 DeepFin 魚類分類學網站所采纳的分類方案(即2017年美国学者 Betancur-R 等人修订的硬骨魚系統發育分类),輻鰭魚總綱內部的整體分化關係如下[2]:
| 有颌下门 |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gnathostomata |
基於以上分類系統,輻鰭魚總綱分為70個目,各目之間的演化關係如下[2]:
| 省略分類層級如下: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
| 詳細分類層級如下: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
傳統分類
傳統上,輻鰭魚分為三個類群:軟骨硬鱗附類、全骨附類和真骨附類,幾乎所有的現生輻鰭魚都屬於真骨附類。有學者根據一些形態學證據,認為全骨附類是並系群,故應廢除。然而,近來的線粒體 DNA 分析卻傾向支持全骨附類的存在。
輻鰭魚總綱的下級分類按分化時間早晚羅列如下,許多傳統類群因存在並系問題而不再有效,符號 † 表示已滅絕:
- 腕鰭魚綱 Cladistia
- 多鰭魚目 Polypteriformes
- 吉尔戴鱼目 Guildayichthyiformes †
- 輻鰭魚綱 Actinopteri
-
- 軟骨硬鱗亞綱 Chondrostei
- 鱘形目 Acipenseriformes
- 盧加諾魚目 Luganoiiformes †
- 古鳕目 Palaeonisciformes †
- 侧鳞鱼目 Pholidopleuriformes †
- 裂齿鱼目 Perleidiformes †
- 肋鳞鱼目 Peltopleuriformes †
- 褶鳞鱼目 Ptycholepiformes †
- 龙鱼目 Saurichthyiformes †
- 鳗鳕目 Tarrasiiformes †
- 硬齿鱼目 Pycnodontiformes †
- 比耶鱼目 Birgeriiformes †
- 新鰭亞綱 Neopterygii
-
- 全骨下綱 Holostei
- 雀鱔目 Lepisosteiformes
- 弓鰭魚目 Amiiformes
- 预言鱼目 Ionoscopiformes †
- 半椎鱼目 Semionotiformes †
- 真骨下綱 Teleostei
- 薄鳞鱼目 Leptolepiformes †
- 厚茎鱼目 Pachycormiformes †
- 针吻鱼目 Aspidorhynchiformes †
- 叉鳞鱼目 Pholidophoriformes †
- Crossognathiformes †
- 鯡形總目 Clupeomorpha
- 鯡形目 Clupeiformes
- 埃笠姆鲱目 Ellimmichthyiformes †
- 原棘鰭總目 Protacanthopterygii
- 鮭形目 Salmoniformes
- 狗魚目 Esociformes
- 水珍魚目 Actinopterygii
- 南乳鱼目 Galaxiiformes
- 巨口魚總目 Stenopterygii
- 辮魚目 Ateleopodiformes
- 胡瓜魚目 Osmeriformes
- 巨口魚目 Stomiiformes
- 圓鱗總目 Cyclosquamata
- 仙女魚目 Aulopiformes
- 燈籠魚總目 Scopelomorpha
- 燈籠魚目 Myctophiformes
- 月魚總目 Lampridiomorpha
- 月魚目 Lampriformes
- 鬚鰃總目 Polymyxiomorpha
- 鬚鰃目 Polymixiiformes
- 副棘鰭總目 Paracanthopterygii
- 棘鰭總目 Acanthopterygii
- 鯔形目 Mugiliformes
- 銀漢魚目 Atheriniformes
- 鶴鱵目 Beloniformes
- 鯉齒目 Cyprinodontiformes
- 奇鯛目 Stephanoberyciformes
- 鯨頭魚目 Cetomimiformes
- 金眼鯛目 Beryciformes
- 燧鯛目 Trachichthyiformes
- 背棘鱼目 Notacanthiformes
- 海魴目 Zeiformes
- 刺魚目 Gasterosteiformes
- 合鰓目 Synbranchiformes
- 魨形目 Tetraodontiformes
- 鰈形目 Pleuronectiformes
- 鮋形目 Scorpaeniformes
- 鲈形目 Perciformes
注:在傳統分類中,鲈形目是輻鰭魚里種類最多的一目,共有7800餘種,約占輻鰭魚全部種類的40%。
备注
参考文献
- ^ 1.0 1.1 Betancur-R, R.; Wiley, E.; Bailly, N.; Miya, M.; Lecointre, G. & Ortí, G. Phylogenetic Classification of Bony Fishes — Version 3. DeepFin. 2014-07-31 [2021-03-03]. (原始内容存档于2021-05-16).
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Betancur-R, Ricardo; Wiley, Edward O.; Arratia, Gloria; Acero, Arturo; Bailly, Nicolas; Miya, Masaki; Lecointre, Guillaume; Ortí, Guillermo. Phylogenetic classification of bony fishes. BMC Evolutionary Biology. 2017-07-06, 17 (1): 1-40. ISSN 1471-2148. OCLC 7079229862. PMC 5501477
. PMID 28683774. S2CID 26509184
. doi:10.1186/s12862-017-0958-3
(英语).
- ^ 3.0 3.1 Funk, Emily; et al. Changing in Nkx2.1, Sox2, Bmp4, and Bmp16 expression underlying the lung-to-gas bladder evolutionary transition in ray-finned fishes. Evolution & Development. 2020, 22 (5): 384–402. PMC 8013215
. PMID 33463017. doi:10.1111/ede.12354 (英语).
- ^ Zhang, Ruihua; et al. A single-cell atlas of West African lungfish respiratory system reveals evolutionary adaptations to terrestrialization. Nature Communications. 2023, 14 (1): 5630. Bibcode:2023NatCo..14.5630Z. PMC 10497629
. PMID 37699889. doi:10.1038/s41467-023-41309-3 (英语).
- ^ Scadeng, Miriam; et al. Morphology of the Amazonian Teleost Genus Arapaima Using Advanced 3D Imaging. Frontiers in Physiology. 2020, 11. PMC 7197331
. PMID 32395105. doi:10.3389/fphys.2020.00260
(英语).
- ^ Martin, Rene P; et al. Bone Density Variation in Rattails (Macrouridae, Gadiformes). Integrative Organismal Biology. 2022, 4 (1). PMC 9652093
. PMID 36381998. doi:10.1093/iob/obac044 (英语).
- ^ Actinopterygii Klein, 1885. GBIF. [2021-09-20] (英语).
- ^ Davesne, Donald; et al. Fossilized cell structures identify an ancient origin for the teleost whole-genome duplication. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2021, 118 (30). Bibcode:2021PNAS..11801780D. PMC 8325350
. PMID 34301898. doi:10.1073/pnas.2101780118
(英语).
- ^ Du, Kang; et al. The sterlet sturgeon genome sequence and the mechanisms of segmental rediploidization. Nature Ecology & Evolution. 2020, 4 (6): 841–852. Bibcode:2020NatEE...4..841D. PMC 7269910
. PMID 32231327. doi:10.1038/s41559-020-1166-x (英语).
- ^ Parey, Elise; et al. An atlas of fish genome evolution reveals delayed rediploidization following the teleost whole-genome duplication. Genome Research. 2022, 32 (9): 1685–1697. PMC 9528989
. PMID 35961774. doi:10.1101/gr.276953.122 (英语).
- ^ Dzyuba, Viktoriya; et al. Post-testicular sperm maturation in ancient holostean species. Scientific Reports. 2023, 13 (1). Bibcode:2023NatSR..1319746D. PMC 10643692
. PMID 37957184. doi:10.1038/s41598-023-46900-8 (英语).
- ^ Fossilworks: Andreolepis. [2008-05-14]. (原始内容存档于2010-02-12) (英语).
- ^ Henderson, Struan; et al. The early diversification of ray-finned fishes (Actinopterygii): hypotheses, challenges and future prospects. Biological Reviews. 2023, 98 (1): 284–315. PMC 10091770
. PMID 36192821. doi:10.1111/brv.12907 (英语).
- ^ Arratia, G. Complexities of early teleostei and the evolution of particular morphological structures through time. Copeia. 2015, 103 (4): 999–1025. S2CID 85808890. doi:10.1643/CG-14-184 (英语).
- ^ Thomas J. Near; et al. Resolution of ray-finned fish phylogeny and timing of diversification. PNAS. 2012, 109 (34): 13698–13703. Bibcode:2012PNAS..10913698N. PMC 3427055
. PMID 22869754. doi:10.1073/pnas.1206625109
(英语).
- ^ Sallan, Lauren C. Major issues in the origins of ray-finned fish (Actinopterygii) biodiversity. Biological Reviews. 2014, 89 (4): 950–971. PMID 24612207. S2CID 24876484. doi:10.1111/brv.12086. hdl:2027.42/109271
(英语).
- ^ Dorit, R.L.; Walker, W.F.; Barnes, R.D. Zoology. Saunders College Publishing. 1991: 819. ISBN 978-0-03-030504-7 (英语).
- ^ Avise, J.C.; Mank, J.E. Evolutionary perspectives on hermaphroditism in fishes. Sexual Development. 2009, 3 (2–3): 152–163. PMID 19684459. S2CID 22712745. doi:10.1159/000223079 (英语).
- ^ 19.0 19.1 Reynolds, John; Nicholas B. Goodwin; Robert P. Freckleton. Evolutionary Transitions in Parental Care and Live Bearing in Vertebrates. Philosophical Transactions of the Royal Society B. 2002, 357 (1419): 269–281. PMC 1692951
. PMID 11958696. doi:10.1098/rstb.2001.0930 (英语).
- ^ Maxwell; et al. Re-evaluation of the ontogeny and reproductive biology of the Triassic fish Saurichthys. Palaeontology. 2018, 61: 559–574. doi:10.5061/dryad.vc8h5 (英语).
- ^ Wootton, Robert J.; Smith, Carl. Reproductive Biology of Teleost Fishes. Wiley. 2014. ISBN 978-1-118-89139-1 (英语).


