頭骨限制了地球上第一批陸生生物的發展。根據最近的研究，四足動物的進化受到了數百萬年的限制，因為它們的頭骨所含的骨頭比已滅絕的魚類和現在的魚類都少。
複雜的頭骨
根據對從水生棲息地過渡到陸地棲息地的動物頭骨化石的研究，四足動物頭骨之間的聯繫比魚類更複雜。頭骨結構的這些變化無助於促進地球上生命的多樣化；相反，它們阻礙了四足動物頭骨的發展。
四足動物是第一個有四肢和手指的陸生生物，大約在 4 億年前從魚類中分化出來。他們是所有生物的祖先，從兩棲動物到人類。
為了更好地了解頭骨是如何隨著四足動物的發育而變化的，這項研究於 9 月 9 日發表在《科學進展》雜誌上，測量了 100 多種現存和已滅絕生物的頭骨排列。這項研究是由布里斯託大學、巴塞隆納龐培法布拉大學和倫敦大學學院的研究人員進行的。
布里斯托地球科學學院的首席科學家詹姆斯·羅森 (James Rawson) 說，平均而言，四足動物的頭骨比它們的魚類祖先少，但測量骨頭的數量會遺漏一些關鍵信息。除了骨頭的數量，我們還記錄了顱骨的排列，包括哪些骨頭與哪些骨頭相連。這種方法稱為網絡分析。
該方法的專家和作者 Borja Esteve-Altava 博士說：「傳統上，解剖學研究主要是描述性或定性的。骨骼之間的解剖關係可以使用網絡分析來量化，這種方法已用於形態進化研究. 經常被忽視。
雖然一開始看起來很矛盾，但研究人員發現，雖然四足動物的頭骨比魚少，但它們的頭骨組織更複雜。
羅森先生繼續說，骨頭更少的事實意味著每塊骨頭都必須與更多的鄰居聯繫起來，從而產生更複雜的安排。最古老的四足動物的頭骨也變得更堅固，形成一個單一的單元，而它們的魚類祖先的頭骨由許多不同的部分組成。在我們研究的所有生物中，最複雜的頭骨是現代青蛙和蠑螈的頭骨。
重要發現
研究人員還通過檢查顱骨排列隨時間的變化發現，四足動物的出現與顱骨結構種類的減少有關。
「我們驚訝地發現，頭骨的這些變化似乎限制了四足動物的發育，而不是促進對陸地新棲息地的輻射，」該研究的主要作者艾米麗·雷菲爾德教授說。我們推測這可能是由於頸部出現、滅絕事件或顱骨發育的瓶頸。
「我們還觀察到早期四足動物的肢骨結構多樣性也出現了類似的喪失，儘管四肢的衰退發生在 1000 萬年前，」羅森先生在他的結論中說。關於四足動物進化的這個關鍵時期，我們還有很多需要了解，包括各種條件如何影響它們的頭骨和四肢的發育。