腔棘鱼肺具有呼吸与听觉的双重功能

带来惊讶感知的古老鱼类

数十年来，这种稀有的腔棘鱼以“活化石”著称——一种看似停留在时间里的深海鱼类。本研究表明，它的已灭绝近亲体内可能藏有一个非凡的机关：一种不仅用于呼吸、还充当听觉系统一部分的肺。通过重新审视化石骨骼并用强力X射线成像观察现代腔棘鱼的内耳，作者提出早期腔棘鱼可能利用体内充气器官接收声振动，这为我们远古鱼类祖先的听觉如何起源提供了线索。

石中奇异器官

距今两亿多年以前的化石腔棘鱼体腔内保存着一列又大又薄的骨板。这些骨板围出空心腔室，活体时几乎可以肯定充有气体。早期研究认为该结构是一种不同寻常的肺，用于呼吸。然而它的确切用途仍是谜团，因为现代腔棘鱼已不再保留如此庞大的器官，仅在肠道附近留有一小块萎缩残存物。新研究聚焦于两种来自法国的三叠纪保存极佳的物种，对其三维骨骼进行了详尽扫描。扫描显示它们的内腔形成了多部分、以骨板覆盖的器官，位于腹腔内，这一证据强烈支持其作为类肺结构的身份。

来自细薄骨脊的线索

在这两种化石物种中，这个肺的前腔带有一对高而刀状的脊向上延伸，朝向脊柱。作者将这些构造称为“腔翼”。生前，腔翼会附着于支持脊柱的坚韧外鞘——透明带（notochord）。虽然这些脊可能仅仅用于悬挂肺，但其形状与位置暗示着更为复杂的功能：它们非常接近内耳通路向颅后方延伸的位置。研究团队提出，腔翼可能像接收器一样，将气填充肺腔的压力变化传导到邻近组织，进而传向头部。

活化石的内耳地图

为了检验这一设想，研究者转向现代腔棘鱼拉蒂梅里亚（Latimeria），其软组织仍可研究。通过同步加速器X射线扫描与旧的组织学切片，他们重建了鱼的内耳及周围空间的三维结构。他们发现了一个复杂的、未分对的充液管网——称为围淋巴系统（perilymphatic system）——将脑腔与耳朵相连。这些管道连接到两处不同的感音组织斑块（称为乳头状体），其形态类似两栖动物中发现的结构。在当代拉蒂梅里亚中，肺已微小，且该管系的后段被结缔组织阻塞，暗示其曾经发挥的作用大多已丧失。

重建古代听觉通路

通过比较现代拉蒂梅里亚、一个高度骨化的泥盆纪腔棘鱼与新的三叠纪化石，作者认为这种围淋巴管布置是该类群的祖先性状。在具有大型充气肺的已灭绝物种中，水中的声波会压缩腔室内的气体，使腔翼及其附着组织发生振动。那些振动可沿着透明带传导并进入围淋巴管，最终到达内耳中的两处乳头状体。在这种情形下，肺具有双重功能：既供给氧气，又作为内建的声音接收器，类似于某些现代鱼类利用鳔来增强听觉的方式。

对我们自身演化故事的意义

研究结论认为，早期腔棘鱼很可能拥有既用于呼吸又用于检测声压的肺，远在陆生脊椎动物出现典型中耳和鼓膜之前。这表明能够感知空气或气体携带振动的内耳器官，可能早已存在于我们远古的鱼类亲缘中，为脊椎动物登陆后更进一步的适应铺平了道路。换言之，让人类听见声音的部分机制，其根源可能可追溯到那些将肺兼作听觉装置的古老鱼类。

引用: Manuelli, L., Clément, G., Herbin, M. et al. A dual respiratory and auditory function for the coelacanth lung. Commun Biol 9, 400 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09708-6

关键词: 腔棘鱼, 化石肺, 听觉演化, 内耳, 肉鳍鱼类