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中国科学家研究新发现4.1亿年前最原始鸭吻鱼类
2021/02/25 20:04  中国新闻网  

  中新网北京2月25日电 (记者 孙自法)远古时期鱼类化石研究,是古生物学界持续关注的热点领域,长期以来颇受关注。中国科学家团队最新又取得一项研究成果:在云南曲靖发现4.1亿年前盔甲鱼类鸭吻鱼科一新属种,命名“橄榄纹曲师鱼”,成为目前所知鸭吻鱼科最原始的成员。

  关键材料:探讨盔甲鱼类适应辐射

  记者25日从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)获悉,该所盖志琨、朱敏,山东科技大学姜文瑜,曲靖师范学院施晓东、李强等科研人员合作,在曲靖早泥盆世布拉格期(约4.1亿年前)徐家冲组盔甲鱼类化石中研究发现“橄榄纹曲师鱼”,成果论文近日已由国际学术期刊《历史生物学》在线发表。

  论文通讯作者盖志琨副研究员表示,新发现并命名的“橄榄纹曲师鱼”,种名指示其头甲表面布满独特的橄榄状瘤点,属名则赠给曲靖师范学院(曲师),以感谢该校在保护“曲靖古鱼王国”方面所做出的贡献。

  他说,“橄榄纹曲师鱼”的发现丰富了盔甲鱼类的形态特征,为探讨盔甲鱼类在早泥盆世布拉格期的适应辐射提供了关键的材料,同时,“橄榄纹曲师鱼”对于研究鸭吻鱼科的起源、多样性和古地理分布也具有重要意义。

  重要作用:了解从无颌向有颌过渡

  盖志琨介绍说,盔甲鱼类是一类已灭绝的“戴盔披甲”的甲胄鱼类,迄今仅发现于中国和越南北部的志留—泥盆纪地层,具有很浓厚的土著色彩。在脊椎动物的系统分类中,盔甲鱼类目前被认为是骨甲鱼类+有颌类的姐妹群,对了解脊椎动物从无颌向有颌过渡有非常重要的作用。

  传统形态学分析认为盔甲鱼类是一类游泳能力不强的底栖鱼类,因为它们具有背腹扁平的头甲,位于头甲背面的眼睛和头甲腹面的口。然而,最近基于盔甲鱼类头甲的水动力学分析表明,盔甲鱼类有可能像骨甲鱼类那样具有更广泛的生活方式和生态多样性,具有更高的机动性和灵活性。

  比如研究团队2015年在云南昭通发现的剑裂甲鱼,就是第一个具有流线型体形的盔甲鱼,表明一些盔甲鱼类的游泳能力可能大大增强,已开始一种自游泳的生活方式,从而具有更加主动的取食行为。

  新的线索:厘清鸭吻鱼科不确定性

  盖志琨指出,鸭吻鱼科属于盔甲鱼亚纲华南鱼目下的一个非常有意思的类群,因其模式属鸭吻鱼属具有一鸭嘴状的吻突而得名。在盔甲鱼类中,鸭吻鱼科对于了解早泥盆世布拉格期盔甲鱼类的生态多样性具有非常重要的意义,然而,目前学界对鸭吻鱼科的了解仍然存在许多不确定性,因为化石材料的稀少,特别是模式属鸭吻鱼属仅有一块头甲后部缺失的不完整标本。

  之前,有学者推测鸭吻鱼科的鸭吻鱼和乌蒙山鱼的头甲可能属于“三歧鱼型”,具有向后延伸的角和内角。另有学者认为鸭吻鱼和乌蒙山鱼的角和内角可能次生丢失,属于“裂甲鱼型”。此外,鸭吻鱼的一些感觉管与其他已知的盔甲鱼的感觉管的同源性也存在着争议。

  “橄榄纹曲师鱼”的发现,则对厘清上述不确定性和相关争议提供了新的线索:该新属种的主要特征是头甲近叉形;具有发育的角和内角;中背孔呈椭圆形;感觉管系统发育;头甲侧缘光滑,不平行;具有橄榄状中央小瘤所组成的纹饰。

  曲师鱼头甲的形态与三歧鱼科头甲的形态很相似,但是与三歧鱼科新月形的中背孔有所不同,而新月形的中背孔被认为是三歧鱼科的一个重要的鉴别特征。因此在中背孔的形状上,曲师鱼更接近鸭吻鱼。

  发育分析:确认鸭吻鱼科最原始成员

  论文第一作者是参加中科院古脊椎所2019年大学生“科创计划”的山东科技大学本科生姜文瑜,她说,为探究“橄榄纹曲师鱼”的系统位置,科研团队对以往的矩阵数据进行扩增,除了曲师鱼,还增加同时期来自云南昭通坡松冲组的裂甲鱼,并运用支序系统学方法对盔甲鱼类的系统发育关系进行分析。

  系统发育分析结果表明,曲师鱼、鸭吻鱼、乌蒙山鱼和裂甲鱼共同组成一个单系——鸭吻鱼科,研究团队因此把曲师鱼归到鸭吻鱼科。而新的分支系统图显示,曲师鱼与鸭吻鱼科的其他所有种属形成姐妹群,曲师鱼代表了目前已知的鸭吻鱼科最原始的成员。

  姜文瑜认为,“橄榄纹曲师鱼”的发现和研究表明,原始的鸭吻鱼科成员有完整的腹环、不弯曲的鳃腔,以及向后延伸角和内角。与具有较强游泳能力的裂甲鱼不同,像大多数盔甲鱼类一样,曲师鱼可能仍然是一种底栖鱼类,在海岸、海洋环境中的沙地或泥泞的基底上移动,这些也将为鸭吻鱼类演化研究提供新的线索。

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责编:王建旸

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