比恐龙还古老 七鳃鳗是指属于七鳃鳗目的任何无腭鱼形动物。七鳃鳗常被误称、误作为鳗鱼,但实际上七鳃鳗与鲨鱼的血缘更近。成年七鳃鳗的特征是一张长满牙齿的漏斗状吸嘴。七鳃鳗头部两侧各有7个略呈椭圆形的鳃孔(用于呼吸),鳃孔在眼睛后面排成一列,就像是头部每侧各长了8只眼睛,因此七鳃鳗有时也被称作”八目鳗”。然而,虽然真正的八目鳗外形像七鳃鳗,但DNA证据表明,八目鳗实际上是七鳃鳗的姊妹纲。迄今为止已知的七鳃鳗大约有38种,它们当中有一些钻进其他鱼体内吸血和体液。只有18种七鳃鳗是猎食性的。七鳃鳗的演化历史超过3.6亿年,这意味着它们比恐龙还古老。
形态特征 成年七鳃鳗的样子的确有些像鳗鱼,两者都没有鳞片。七鳃鳗的体长从13厘米到120厘米都有,但淡水七鳃鳗通常比海洋七鳃鳗身体更长。成年七鳃鳗没有对鳍,但有大眼睛,头顶有一个鼻孔。七鳃鳗的咽部被分为几个部分。腹侧部分形成的呼吸管,通过一根被称为缘膜的管子与嘴部分开。这是为了适应成年七鳃鳗进食方式,即阻止猎物的体液通过七鳃鳗的鳃逃出,或干扰七鳃鳗的气体交换(七鳃鳗的气体交换是通过把水压进压出鳃囊进行,而不是通过让水进出嘴巴进行)。鳃的旁边是眼睛,眼睛发育不好,并且幼体的眼睛被埋在皮下。七鳃鳗的眼睛在变形期间才完成发育。成年七鳃鳗的眼睛被一个薄的透明皮层覆盖。七鳃鳗的独特形态学特征,例如软骨骨架,暗示它们是所有现存颌类脊椎动物的姊妹分类单元。七鳃鳗的脊索上方,是一系列被称为弓片的软骨结构。
生命周期 猎食性七鳃鳗的猎物通常是其他鱼。尽管不乏七鳃鳗袭击人的事件,但除非饥肠辘辘,它们一般不会主动袭击人。非猎食性七鳃鳗(通常是淡水七鳃鳗)成年后一般不进食,而是依靠自己在幼体时期通过滤食获得的食物储存来生存。成年七鳃鳗在河流中繁殖后代,然后死亡。七鳃鳗幼体要在河流中呆多年(一人认为是4年)。它们在软泥中打洞,滤食残渣和微生物。接着,幼体经历持续好几个月的变形。一些种类的七鳃鳗在变形后不再进食,随即死亡。其他种类的七鳃鳗则迁徙到海洋或湖泊,以不同种类的鱼甚至海洋哺乳动物为食。
研究模型 七鳃鳗得到了广泛研究,这是因为尽管它的大脑相对简单,却在许多方面反映出早期脊椎动物祖先的大脑结构。从20世纪70年代开始,瑞典科学家使用七鳃鳗作为模型,从脊髓一直到大脑,研究脊椎动物运动控制的基本法则。他们经过一系列研究后发现,脊髓内部神经通道能产生有节律的运动模式,这些通道由脑干和中脑的特定运动区域控制,这些区域则由更高级的大脑结构控制。在2007年发布的对七鳃鳗顶盖的研究中,他们发现电刺激能引起眼睛移动、侧向弯曲运动或游弋行为,运动类型、强度和方向由顶盖内部受刺激的部位决定。这些发现被认为与一种理论匹配:与其他脊椎动物的情况一样,七鳃鳗的顶盖产生由目的决定的运动。研究还证明,七鳃鳗是最节省能量的游泳者之一。它们的游泳动作在它们的身体周围产生低压区域,拖曳而非推动身体在水中前进。
医学价值 七鳃鳗为我们了解适应性免疫系统提供了宝贵线索,因为它们拥有趋同进化的适应性免疫力,包括见于更高级脊椎动物的T细胞和B细胞。北方七鳃鳗拥有脊椎动物中最高数量的染色体(164~174个)。七鳃鳗具有重要的医学研究价值,它们唾液中的蛋白质有抗凝和扩张血管作用,有利于吸食其他鱼的血。这对治疗一些人类疾病来说是有启发的。有袋七鳃鳗能忍耐体内很高的游离铁(铁是血液的重要成分)含量。它们还有发展完备的生物化学系统,为大量游离铁离子解毒。这一点可能启发科学家寻找对血色病的治疗方法,该病患者无法控制自己从食物中吸收的铁的数量。
七鳃鳗还有非常强大的再生能力。当七鳃鳗的脊髓被完全抽出后,脊髓能几乎完全再生。对于瘫患者来说,这是梦寐以求的事。科学家正在探索七鳃鳗的再生机制。包括七鳃鳗、蝾螈和一些蜥蜴在内的多个动物种群,拥有再生部分肢体的能力,它们是否启动的是同样的分子再生方案?或者,它们是否都有一套能促进再生的基因?如果是,就可能找到一种能诱发哺乳动物(包括人)再生的方法。这种思路看似行不通,毕竟人与七鳃鳗之间的亲缘关系非常遥远。但这两者其实可能非常相近。海洋七鳃鳗的基因组在2013年被测序,孰料它们的基因和人的基因有很多相似,其中一个包含许多保守基因的领域是神经系统。由此看来,七鳃鳗的再生能力可能为其他动物的再生提供线索,但这类疗法就算会出现,也是多年以后的事。
分布 七鳃鳗大多生活在海岸和淡水水域,但一些种类的七鳃鳗会在开阔海域远距离穿行。这方面的证据是不同种群间缺乏生殖分离。一些种群发现于被陆地包围的湖泊中。除了非洲之外,七鳃鳗存在于几乎所有温带地区。七鳃鳗幼体不能忍受高水温,这或许能解释为什么热带地区没有七鳃鳗分布。七鳃鳗的分布也可能受过度捕捞和污染影响。当然,水坝、鱼梁、运河等的建造同样会影响七鳃鳗的分布。
化石 七鳃鳗化石很罕见,原因很简单——软骨不像骨骼那样容易形成化石。第一块七鳃鳗化石发现于石炭纪早期石灰岩层(北美洲海洋沉积层)。在2006年6月22日的英国《自然》杂志上,科学家报告了在中国内蒙古地区宁城下白垩统义县组发现的孟氏中生鳗化石(种名献给上海水产大学著名鱼类学家孟庆闻女士)。孟氏中生鳗在形态上与石炭纪七鳃鳗和其他七鳃鳗相似。但与已知最早的北美七鳃鳗不同,孟氏中生鳗的栖息环境几乎全是淡水。在孟氏中生鳗发现之后几个月,又在南非发现了更古老的七鳃鳗化石,这种七鳃鳗在外形上与现在的七鳃鳗很相近。
作为食物 七鳃鳗长久以来一直是人类的一种美食。古罗马人尤其爱吃七鳃鳗。在中世纪(5~15世纪),欧洲上流社会流行吃七鳃鳗,人们认为七鳃鳗的肉味比其他鱼都好。1953年3月4日,英国女王伊丽莎白二世的加冕礼饼由皇家空军采用七鳃鳗制作,但这些七鳃鳗进口自北美大湖。在葡萄牙、西班牙、法國和芬兰北部等地区,较大的七鳃鳗至今依然是一大美味。在葡萄牙,海洋七鳃鳗备受欢迎。在上述地区,过度捕捞导致七鳃鳗数量减少。此外,在瑞典、俄罗斯、新西兰、波罗的海国家、日本和韩国,人们也有食用七鳃鳗的传统。多种七鳃鳗(包括里海七鳃鳗、河流七鳃鳗和海洋七鳃鳗)都有毒,在烹煮、食用之前需要彻底清理。在英国,七鳃鳗目前常作为鱼饵使用,在专门的商店,有冷冻的七鳃鳗鱼饵出售。