综述：棘鳍鱼类支系的系统发育、生物学和演化

推荐阅读：本文综述了棘鳍鱼类（Acanthopterygii）16 个主要支系的特征，探讨其演化及生物地理模式。

　　### 棘鳍鱼类的研究综述
在生命科学领域，棘鳍鱼类（Acanthopterygii）是一个极为重要的类群。它们种类繁多，包含 19,188 个物种，分属于 313 个分类科，广泛分布于海洋、淡水和咸淡水环境，在生态系统中占据着多样的生态位。对棘鳍鱼类的研究有助于深入理解生物的演化历程、生态适应以及生物多样性的形成机制。

棘鳍鱼类系统发育研究的转变

早期，基于形态学特征分析的系统发育研究，受物种多样性高、表型趋同以及大尺度系统发育中形态特征信息有限等因素的制约，难以准确揭示棘鳍鱼类各支系间的演化关系。随着分子系统发育学的兴起，这一局面得到了显著改善。通过对多种 DNA 序列标记的综合分析，研究人员在棘鳍鱼类的系统发育研究上取得了重大进展，确定了 16 个主要支系 ，构建出更为可靠的系统发育树，为后续深入研究奠定了坚实基础。

棘鳍鱼类主要支系特征剖析

1. 肉鳍亚纲（Percomorpha）：肉鳍亚纲包含众多鱼类，是棘鳍鱼类的重要组成部分。其中，蛇鳚目（Ophidiiformes）鱼类多为底栖性，几乎全部生活在海洋中，部分物种具有卵胎生的繁殖方式，如 Bythitidae 和 Dinematichthyidae 科的鱼类。蟾鱼科（Batrachoididae）的分布范围广泛，在近岸海洋环境中较为常见，部分种类还能生活在淡水环境中，它们具有独特的发声机制，通过收缩鱼鳔肌肉发出声音，用于求偶和警告 。虾虎鱼目（Gobiiformes）的鱼类体型较小，多为底栖生活，分布广泛，其繁殖行为复杂，常伴有亲代抚育行为，并且在生态系统中与其他生物存在多种共生关系 。
2. 鲈形总目（Acanthuriformes）：鲈形总目包含许多体型较大的海岸和珊瑚礁鱼类。蝴蝶鱼科（Chaetodontidae）、雀鲷科（Pomacentridae）等是其中的代表，它们色彩斑斓，是珊瑚礁生态系统的重要组成部分。该总目鱼类的繁殖模式多样，部分种类具有高繁殖力和集群产卵的习性，一些物种还存在性逆转现象，如在 Pomacanthidae、Nemipteridae 等科中较为常见 。在演化方面，不同科的鱼类起源时间各异，如蝴蝶鱼科起源于始新世（50 - 54 Ma），之后在中新世经历了家族内的分化 。
3. 其他支系：除了上述两个重要支系外，棘鳍鱼类还包括许多其他独特的支系。例如，银汉鱼目（Atheriniformes）包含多种近岸海洋和淡水鱼类，部分具有洄游习性，其繁殖方式多样，包括产沉性卵并伴有粘性细丝、口孵或胎生等 。合鳃目（Synbranchiformes）的鱼类大多生活在亚洲和非洲的淡水环境中，它们具有特殊的呼吸器官，能够在低氧环境中生存，部分物种还能在泥中挖掘洞穴并在陆地上短暂生存 。

棘鳍鱼类的演化与生物地理模式

1. 演化特征：棘鳍鱼类的演化呈现出复杂的模式，许多显著的特征如皮肤和内脏的生物发光、毒液的产生、口腔和咽颌的特化、复杂的共生关系、肌肉发电和产热、声音产生以及各种繁殖和亲代抚育行为等，在整个类群的辐射演化中多次独立出现 。这些特征的演化与它们所处的生态环境密切相关，是对不同生存环境的适应结果。
2. 生物地理模式：在生物地理方面，棘鳍鱼类各支系在全球范围内广泛辐射分布。它们通过各种水生途径成功扩散，不同支系的分布受到多种因素的影响。例如，一些支系的分布与大陆的运动和海洋环境的变化密切相关，像 Synbranchiformes 的分布可能与大陆漂移有关 。而另一些支系，如鲈形总目的鱼类，其分布和演化则与珊瑚礁生态系统的发展和变化紧密相连 。

棘鳍鱼类研究的现状与展望

当前，分子系统发育学为棘鳍鱼类的研究提供了详细的关系解析，极大地推动了该领域的发展。然而，仍存在一些尚未解决的问题，如 Ovalentaria 和包含鲭形目（Scombriformes）与海龙目（Syngnathiformes）的支系的位置、Eupercaria 内各支系的相互关系以及鲈形目（Perciformes）、鲈形总目、鲭形目和 Belonoidei 内部分支的分辨率等 。未来，棘鳍鱼类的研究需要综合古生物学、形态学和分子系统发育学等多方面的数据。通过纳入更多的化石信息进行校准和完善系统发育树，运用系统发育信息推断生物地理模式和表型特征的演化，有望构建出更加全面、详细的棘鳍鱼类演化图景 。随着研究技术的不断进步，如基因组测序技术的发展，将为棘鳍鱼类的研究带来新的机遇和挑战，有助于更深入地揭示这一重要鱼类类群的奥秘。