云南曲靖再次發(fā)現(xiàn)保存較完整的志留紀(jì)硬骨魚(yú)

中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)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?！豆部茖W(xué)圖書(shū)館-綜合》雜志近期報(bào)道了楚步瀾博士等的最新科研成果，他們描述了一種4.2億年前身披奇特鱗片的古魚(yú)——丁氏甲鱗魚(yú)，為探索有頜脊椎動(dòng)物的早期分化以及硬骨魚(yú)類(lèi)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(yú)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(yú)類(lèi)時(shí)代”。繼夢(mèng)幻鬼魚(yú)之后，丁氏甲鱗魚(yú)成為第二種較完整保存的志留紀(jì)硬骨魚(yú)。

丁氏甲鱗魚(yú)（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(lèi)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——丁文江先生（1887-1936）。

硬骨魚(yú)類(lèi)是有頜脊椎動(dòng)物的主干，分為肉鰭魚(yú)類(lèi)和輻鰭魚(yú)類(lèi)兩大支系。肉鰭魚(yú)類(lèi)演化出了后來(lái)的四足動(dòng)物（兩棲類(lèi)、爬行類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳類(lèi)），而留在水中的肉鰭魚(yú)類(lèi)如今只剩下為數(shù)不多的肺魚(yú)和空棘魚(yú)。輻鰭魚(yú)類(lèi)依舊生活在水中，我們常見(jiàn)的魚(yú)（青、草、鰱、鳙等）絕大部分都屬于這一類(lèi)群，現(xiàn)有三萬(wàn)余種。因此，有頜類(lèi)的早期分化以及硬骨魚(yú)類(lèi)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(yú)類(lèi)的化石依舊十分稀少，且多為零散化石。由于過(guò)渡化石的缺失，肉鰭魚(yú)類(lèi)與輻鰭魚(yú)類(lèi)之間，以及硬骨魚(yú)類(lèi)與其他有頜類(lèi)之間存在著巨大的形態(tài)學(xué)鴻溝。過(guò)去近20年的時(shí)間，來(lái)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(yú)、無(wú)孔魚(yú)、彌曼魚(yú)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(wú)二地完好保存了大量志留紀(jì)有頜類(lèi)化石，如最近幾年發(fā)現(xiàn)的全頜魚(yú)和麒麟魚(yú)等，則為探索有頜類(lèi)崛起的格局打開(kāi)了一扇全新的窗戶。

丁氏甲鱗魚(yú)化石（朱敏供圖）

甲鱗魚(yú)與鬼魚(yú)、斑鱗魚(yú)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(yú)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(yú)類(lèi)和部分早期硬骨魚(yú)類(lèi)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(shuō)明腰帶與肩帶可能有著接近的發(fā)育模塊。甲鱗魚(yú)的出現(xiàn)，為這一假說(shuō)提供了新的化石證據(jù)。

甲鱗魚(yú)身披十分特殊的菱形鱗片，這些鱗片與鬼魚(yú)、斑鱗魚(yú)等早期硬骨魚(yú)類(lèi)的鱗片有相似之處，但又存在明顯差異。系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，甲鱗魚(yú)與鬼魚(yú)、斑鱗魚(yú)和無(wú)孔魚(yú)都屬于肉鰭魚(yú)類(lèi)干群。它們具有早期硬骨魚(yú)的特征，但又具有類(lèi)似盾皮魚(yú)的肩帶、腰帶和背鰭棘，以及類(lèi)似全頜魚(yú)的頭部膜質(zhì)骨。這些特征組合填補(bǔ)了早期硬骨魚(yú)類(lèi)和其他有頜類(lèi)之間，以及肉鰭魚(yú)類(lèi)和輻鰭魚(yú)類(lèi)之間的形態(tài)學(xué)鴻溝，也指示了盾皮魚(yú)類(lèi)的一支可能演化出了后來(lái)的硬骨魚(yú)類(lèi)。甲鱗魚(yú)奇特的鱗列構(gòu)造表明，早期硬骨魚(yú)類(lèi)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(lái)越清晰。

(原文作者：朱敏團(tuán)隊(duì))