一个国际古生物学家团队通过扫描在南极洲发现的一具3.8亿年前的鱼类化石头骨，揭示了脊椎动物生命如何为从水中到陆地的历史性转变做准备的突破性细节。研究人员利用先进的中子断层扫描技术，检查了科哈拉鳞鱼的脑颅，这是一种在泥盆纪时期生活在淡水河流中的大型肉鳍鱼类，研究发现了令人惊讶的解剖学特征，表明该物种在完全水生的同时已经在发展空气呼吸的适应性。
这具化石是该物种唯一已知的标本，发现于南极洲拉什利山脉地区的淡水沉积物中。由弗林德斯大学的科琳·门斯福思领导的研究团队，与同事约翰·朗、澳大利亚中子散射中心的约瑟夫·贝维特和爱丽丝·克莱门特一起，在《生态学与进化前沿》期刊上发表了他们的研究成果。中子成像技术使他们能够在不损坏这一无可替代标本的情况下观察头骨的内部结构，揭示了自数十年前化石首次被描述以来一直隐藏的细节。
最重要的发现之一是头骨上的开口，研究人员认为这些开口可能使鱼类能够从水面吞咽空气，这种行为在一些生活在低氧环境中的现代鱼类物种中也能观察到。团队还识别出与光敏松果体器官相关的结构，该器官在现代脊椎动物中帮助调节昼夜节律和季节性行为。该器官以如此发达的形态存在，表明科哈拉鳞鱼可能活跃在水面附近，那里光线穿透力最强。
科哈拉鳞鱼属于四足形类，即肉鳍鱼类中最终演化出所有四肢脊椎动物的类群，包括两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物。了解水陆过渡之前发生的解剖学变化序列是进化生物学的核心问题之一。新发现表明，关键的呼吸和感觉适应性在第一批脊椎动物实际爬上海岸之前数百万年就已经进化完成，这表明这一过渡是一个比此前认知更为渐进的过程。
这一发现具有额外的重要意义，因为化石来自南极洲的冈瓦纳沉积物，证明了通向陆地生活的进化实验同时发生在多个古老大陆上，而非仅限于一个地理区域。研究人员指出，在晚泥盆纪时期，南极洲位于距赤道更近的位置，拥有温暖的温带气候和广泛的淡水河流系统。这项研究为理解地球生命史上最具变革性时期之一的生物多样性模式开辟了新途径。
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