Chương 6 Trên lớp cá (Pisces)
C. Nguồn gốc và hướng tiến hóa của cá
Cho đến nay tổ tiên của các loài cá cũng chỉ là giả thuyết. Nhiều người có xu hướng cho rằng cá phát sinh từ tổ tiên chung của Nhóm Không hàm (Agnata) tiến hóa theo hai hướng: một nhóm có túi mang gốc nội bì, bộ xương hình mạng lưới, thiếu vây chẵn, miệng dạng hút dẫn tới cá có giáp và cá miệng tròn; một hướng có mang ngoại bì, cung mang phân đốt và cung mang đầu tiên biến thành hàm bắt mồi, có vây chẵn, giác quan phát triển đã tiến hóa thành các loài cá.
Một số nhà khoa học (Berg, Romer, Watson, ...) cho rằng cá phát sinh từ nước ngọt căn cứ vào số lượng hóa thạch gặp ở các kỷ sớm hơn (Silua) phần lớn ở các thủy vực nước ngọt, các kỷ sau thì gặp cá hóa thạch ở biển nhiều hơn (Theo Romer)
KỶ CÁ NƯỚC NGỌT CÁ BIỂN Silua 100 % 0 % Devon sớm 77 23 Devon giữa 13 87 Devon muộn 29 71
Berg cho rằng vào giữa kỷ Devon cá bắt đầu di chuyển từ nước ngọt ra biển tương ứng với nhóm động vật có xương sống ở cạn (Tetrapoda). Cá (Pisces) là nhóm động vật sống ở nước gồm 3 lớp khác nhau: Lớp Cá móng treo (Aphetohyoidea), Lớp Cá sụn (Chondrichthyes) và Lớp Cá xương (Osteichthyes).
* Cá móng treo (Aphetohyoidea). Gồm những loài cá hóa thạch xuất hiện từ cuối kỷ Cambri của đại Cổ sinh. Trong lớp này có Nhóm Cá da tấm (Placoderms) có bộ xương bằng sụn, có giáp đầu và giáp ngực xương, hàm có nhiều răng lớn sắc cạnh. Nhiều dạng có chi trước (đôi khi cả chi sau) có phủ tấm xương, mắt ở cao trên đầu, bụng hơi dẹp chuyên hóa với đời sống đáy, hầu hết đã tuyệt chủng ở kỷ Devon, một số rất ít loài còn tồn tại đến kỷ Carbon. Được cho là phong phú nhất trong nhóm này là giống Coccoteus (cá cổ khớp- Arthrodira) và giống Pterichthyes (nhóm Antiarchi) gồm cả cá nhám cổ (Macropetalichthyes), cá đuối cổ (Gemundina) và cá miệng tròn cổ (Palacospondilus). Trong lớp cá móng treo, cá có gai cổ (Acanthodii) gồm nhiều loài có kích thước nhỏ, phủ bộ giáp gồm nhiều vẩy hình vuông, gốc vây rộng có mang gai chĩa ra phía trước. Một số dạng có vây phụ ở giữa vây ngực và vây bụng tương ứng nếp bên (nguồn gốc phát sinh vây chẵn ở cá), chúng vẫn mang đặc điểm của cá xuơng như vẩy giống vẩy làng là đặc điểm phổ biến của nhiều loài cá xương cổ.
* Cá sụn (Chondrichthyes). Vào kỷ Devon, Cá da tấm phát sinh ra Nhóm Cá sụn cổ - tổ tiên của cá nhám và cá chimae hiện nay. Nhóm này thiếu giáp xương, vẩy tấm ẩn dưới da, bộ xương bằng sụn, răng hình cối, khỏe. Đại diện là Cá nhám cổ (Cladoselache) sống cuối kỷ Devon đã có vẩy tấm chính thức, vây chẵn còn hằn nếp bên kéo dài, thiếu mõm và đốt sống không có thân đốt. Cá nhám chính thức (Elasmobranchii) xuất hiện ở kỷ Carbon từ Cá nhám nguyên thủy (Proselachii), tới Silua mới phát sinh nhóm cá đuối. Cá chimae tìm thấy ở kỷ Tam Diêp có lẽ có gốc từ Acanthodii. Lớp Cá sụn- một lớp có nhiều nét nguyên thủy vẫn còn nhiều đại diện phát triển phong phú hiện nay song song với lớp cá xương có tổ chức cao hơn chỉ có thể giải thích là do chúng có não bộ phát triển, giác quan hòan chỉnh, thụ tinh trong, đẻ con hay trứng có nhiều nõan hoàng.
* Cá xương (Osteichthyes). Phát sinh vào đầu kỷ Devon gồm hai nhánh: Nhánh thứ nhất là nhóm cá có vây (Pterygii) là tổ tiên của cá vây tia, cá láng sụn, cá láng xương và cá xượng; nhánh thứ hai là Nhóm Cá có khoan (Choanichthyes) sau này phát sinh cá vây tay, cá phổi. Cá xương phát triển chiếm ưu thế ở cuối kỷ Tam Diệp (Thời điểm tuyệt chủng của cá vây tia cổ). Chứng cứ cho rằng cá xương có nguồn gốc tổ tiên từ loài cá sụn cổ nào đó rất gần với Acanthodii vì vẩy của Acanthoddi vừa giống vẩy tấm của Chondricthyes, vừa giống vẩy láng của các loài cá xương thấp (Osteichthyes).
Cá vây tia cổ (Paleopterygii). Bộ xương chưa hóa xương hòan toàn, vẩy láng, đuôi dị vỉ , răng nhọn, ăn vật mồi nhỏ. Xuất hiện từ kỷ Devon, phát triển rất mạnh ở kỷ Bạch Phấn đến đầu Permi và tuyệt chủng ở kỷ Tam Diệp Cá láng sụn (Chondrostei). Thân phủ vẩy láng điển hình, bộ xượng bằng sụn. Chúng có nguồn gốc từ nhóm cá vây tia cổ (Paleoniscoidei), chỉ tìm thấy hóa thạch ở kỷ Jura là tổ tiên các loài cá sụn hiện đại.
Cá láng xương (Holostei). Có vị trí trung gian giữa cá vây tia cổ (Paleoniscoidei) và cá xương xuất hiện từ kỷ Tam Diệp , phát triển ở kỷ Jura và đầu Bạch Phấn, bắt đầu tuyệt chủng dần từ cuối kỷ Bạch Phấn, nay chỉ còn 2 đai diện là cá Caiman (cuổi Bạch Phấn) và cá amia (từ Jura)
Cá xương chình thức (Teleostei). Phát sinh từ cá láng xương cổ vào cuối kỷ Tam Diệp, phát triển chiếm ưu thế trên mọi thủy vực từ cuối kỷ Bạch Phấn đến nay.
Cá vây tay (Crossopterygii). Cổ nhất có Osteolepis thân hình thoi, sống ở nước ngọt, ăn thịt, vây chẵn có thùy thịt lớn, vây dị vĩ, vẩy cosmin, hai vây lưng, có lỗ mũi trong và lỗ thở, răng dạng răng rối, có tuyến độc. Nhiều nhà khoa học cho rằng chúng là tổ tiên của các loài lưỡng thê, bò sát cổ vì có
Cá phổi (Dipnoi). Hàm trên gắn chặt với hộp sọ, xương hàm trên dưới và xương răng tiêu giảm, nhưng xương khẩu cái thì biến thành răng dạng hình tấm thích nghi với thức ăn là thân mềm và giáp xác. Xuất hiện từ Devon, bị diệt dần vào cuối Trias, nay chỉ còn 3 loài.
Cá nhiều vây (Polypteri). Mang nét trung gian giữa cá vây tay cổ (có phổi, sọ xương bì giống cá vây tay) và cá vây tia cổ (thiếu lỗ khoan, vẩy láng giống cá vây tia cổ)