云南曲靖志留紀(jì)古魚研究獲新發(fā)現(xiàn)

云南曲靖志留紀(jì)古魚研究獲新發(fā)現(xiàn)

中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所朱敏團(tuán)隊(duì)在早期脊椎動(dòng)物研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展。3月8日，《公共科學(xué)圖書館-綜合》雜志報(bào)道了楚步瀾等的最新科研成果。他們描述了一種4.2億年前身披奇特鱗片的古魚——丁氏甲鱗魚，為探索有頜脊椎動(dòng)物的早期分化以及硬骨魚類的起源提供了新的化石實(shí)證。作為志留紀(jì)瀟湘脊椎動(dòng)物群的新成員，甲鱗魚進(jìn)一步支持云南曲靖是有頜脊椎動(dòng)物的早期分化中心，表明早在志留紀(jì)（4.44-4.19億年前）地球就已經(jīng)進(jìn)入了“魚類時(shí)代”。繼夢(mèng)幻鬼魚之后，丁氏甲鱗魚成為第二種較完整保存的志留紀(jì)硬骨魚。

丁氏甲鱗魚（Sparalepis tingi）獨(dú)特之處在于身體覆蓋厚而緊密關(guān)節(jié)在一起的鱗片，如同身穿盔甲的武士。屬名意指其鱗片類似于古波斯步兵手持的柳條編織而成的矩形盾牌，種名則獻(xiàn)給云南曲靖志留紀(jì)剖面的命名人、中國(guó)地質(zhì)學(xué)奠基人之一丁文江先生（1887-1936）。

硬骨魚類是有頜脊椎動(dòng)物的主干，分為肉鰭魚類和輻鰭魚類兩大支系。肉鰭魚類演化出了后來的四足動(dòng)物（兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類），而留在水中的肉鰭魚類如今只剩下為數(shù)不多的肺魚和空棘魚。輻鰭魚類依舊生活在水中，常見的魚（青、草、鰱、鳙等）絕大部分都屬于這一類群，現(xiàn)有三萬余種。因此，有頜類的早期分化以及硬骨魚類的起源與早期分化在脊椎動(dòng)物演化史上占有非常重要的位置。

然而，直到上世紀(jì)末，早期硬骨魚類的化石依舊十分稀少，且多為零散化石。由于過渡化石的缺失，肉鰭魚類與輻鰭魚類之間，以及硬骨魚類與其他有頜類之間存在著巨大的形態(tài)學(xué)鴻溝。過去近20年的時(shí)間，來自云南早泥盆世西屯脊椎動(dòng)物群的眾多精美化石（如斑鱗魚、無孔魚、彌曼魚等）的發(fā)現(xiàn)使得這些鴻溝一步步縮小。瀟湘脊椎動(dòng)物群在世界上獨(dú)一無二地完好保存了大量志留紀(jì)有頜類化石，如最近幾年發(fā)現(xiàn)的全頜魚和麒麟魚等，則為探索有頜類崛起的格局打開了一扇全新的窗戶。

甲鱗魚與鬼魚、斑鱗魚一樣，具有由棘刺支撐的膜質(zhì)骨腰帶和肩帶，這曾被認(rèn)為是盾皮魚獨(dú)有的特征。肢帶將肢骨連結(jié)到中軸骨上，二者統(tǒng)稱為附肢骨骼，是重要的運(yùn)動(dòng)器官。現(xiàn)生脊椎動(dòng)物中，前部的肩帶既有膜質(zhì)骨骼又有內(nèi)骨骼成分，后部的腰帶只有內(nèi)骨骼成分，二者區(qū)分明顯。然而化石資料表明，盾皮魚類和部分早期硬骨魚類的腰帶與肩帶有著十分相似的構(gòu)造，同樣是由膜質(zhì)骨骼和內(nèi)骨骼組成，說明腰帶與肩帶可能有著接近的發(fā)育模塊。甲鱗魚的出現(xiàn)，為這一假說提供了新的化石證據(jù)。

甲鱗魚身披十分特殊的菱形鱗片，這些鱗片與鬼魚、斑鱗魚等早期硬骨魚類的鱗片有相似之處，但又存在明顯差異。整體來看，側(cè)面的鱗片高度由前向后逐漸減小，卻不及鬼魚的顯著。第一背鰭前覆蓋有大約30列鱗片，是鬼魚（約15列）的兩倍。鱗片較厚，有著顯著的頸部將鱗片分為冠部和基部，這一點(diǎn)類似于斑鱗魚而有別于鬼魚。鱗片冠面具近平行排列的脊?fàn)罴y飾，紋飾間無孔，這一特征與鬼魚類似。前側(cè)的鱗片上，內(nèi)凹的背側(cè)與外凸的腹側(cè)及鱗片關(guān)節(jié)突與鱗片關(guān)節(jié)窩形成關(guān)節(jié)構(gòu)造。鱗片冠部的被覆壓區(qū)不顯著，不像鬼魚、斑鱗魚那樣呈明顯的疊瓦狀排列。

系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，甲鱗魚與鬼魚、斑鱗魚和無孔魚都屬于肉鰭魚類干群。它們具有早期硬骨魚的特征，但又具有類似盾皮魚的肩帶、腰帶和背鰭棘，以及類似全頜魚的頭部膜質(zhì)骨。這些特征組合填補(bǔ)了早期硬骨魚類和其他有頜類之間，以及肉鰭魚類和輻鰭魚類之間的形態(tài)學(xué)鴻溝，也指示了盾皮魚類的一支可能演化出了后來的硬骨魚類。甲鱗魚奇特的鱗列構(gòu)造表明，早期硬骨魚類的形態(tài)分異度遠(yuǎn)比之前所認(rèn)知的大。隨著瀟湘脊椎動(dòng)物群新材料的不斷發(fā)現(xiàn)，這一演化歷程將會(huì)變得越來越清晰。

(來源：古脊椎動(dòng)物與古人類研究所)