云南曲靖再次發(fā)現(xiàn)保存較完整的志留紀(jì)硬骨魚

中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所朱敏團隊在早期脊椎動物研究領(lǐng)域取得新進展?！豆部茖W(xué)圖書館-綜合》雜志近期報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——丁氏甲鱗魚，為探索有頜脊椎動物的早期分化以及硬骨魚類的起源提供了新的化石實證。作為志留紀(jì)瀟湘脊椎動物群的新成員，甲鱗魚進一步支持云南曲靖是有頜脊椎動物的早期分化中心，表明早在志留紀(jì)（4.44-4.19億年前）地球就已經(jīng)進入了“魚類時代”。繼夢幻鬼魚之后，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，種名則獻給云南曲靖志留紀(jì)剖面的命名人、中國地質(zhì)學(xué)奠基人之——丁文江先生（1887-1936）。

硬骨魚類是有頜脊椎動物的主干，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，我們常見的魚（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年的時間，來自云南早泥盆世西屯脊椎動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。瀟湘脊椎動物群在世界上獨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。

丁氏甲鱗魚化石（朱敏供圖）

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，是重要的運動器官?，F(xiàn)生脊椎動物中，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。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)分異度遠比之前所認(rèn)知的大。隨著瀟湘脊椎動物群新材料的不斷發(fā)現(xiàn)，這一演化歷程將會變得越來越清晰。

(原文作者：朱敏團隊)