科學研究發(fā)現(xiàn)4.1億年前九尾狐甲魚及其特征

記者從中國科學院古脊椎動物與古人類研究所獲悉，該所科研人員蓋志琨、林翔鴻、山顯任與英國布里斯托大學合作在廣西早泥盆世古魚類特異埋藏生物群中發(fā)現(xiàn)了首個完整保存尾鰭的盔甲魚類——九尾狐甲魚，這一發(fā)現(xiàn)彌補了重慶動物群靈動土家魚尾鰭保存不完整的缺憾。該科研發(fā)現(xiàn)近日在我國綜合性英文學術期刊《國家科學評論》（National Science Review）在線發(fā)表。

圖1 九尾狐甲魚生態(tài)復原圖（楊定華繪）

此次發(fā)現(xiàn)的九尾狐甲魚是一條長約10厘米的小型盔甲魚，身體和頭甲長度均大約5厘米，全身覆蓋細小的菱形鱗片，并呈現(xiàn)有規(guī)律的、傾斜排列的鱗列。最令人驚艷的是，九尾狐甲魚的正模標本和副模標本分別特異保存了盔甲魚類尾鰭收縮和舒張的兩種不同的狀態(tài)，從而最大程度揭示出盔甲魚類尾鰭的形態(tài)細節(jié)。

圖4  九尾狐甲魚特異保存的“九指分叉”的尾鰭（蓋志琨攝、馮鳴娟繪）

研究團隊針對發(fā)現(xiàn)的九尾狐甲魚研究表明：盔甲魚類除了擁有典型的下歪尾，尾鰭還具有9個手指狀的分叉，是原始的叉形尾，上面覆蓋有整齊排列的鱗質鰭條，表明鰭條之下有強壯的輻狀肌附著。九尾狐甲魚的9個手指狀分叉分別保存了舒張和收縮兩種不同的狀態(tài)，因此盔甲魚可能是靈活的游泳者，能夠很好地利用肌肉收縮來控制尾鰭與水流的接觸面積，從而產生不同的推動力。在此基礎上，研究團隊對尾鰭的幾何形態(tài)進行了游泳速度分析，結果也表明盔甲魚類是一類游泳能力較強的快速游泳者，它的巡航游泳速度甚至要比一些更進步的有頜魚類還要快，從而否定了傳統(tǒng)的“積極的捕食策略傾向導致有頜類起源”假說。

2022年，研究團隊首次在“重慶特異埋藏化石庫”中發(fā)現(xiàn)世界上第一個具有完整身體保存的盔甲魚類化石——靈動土家魚。靈動土家魚的發(fā)現(xiàn)首次揭示出盔甲魚類身體的全貌。它全身披有菱形傾斜排列的鱗列，具有適應底棲生活的扁平的腹部，在腹部中央還保存了肛門，但是沒有臀鰭；身體背部具有三個背鰭。靈動土家魚腹部保存了一對縱貫全身的腹側鰭褶，這正是分子發(fā)育生物學家百多年來夢寐以求、全力尋找的脊椎動物成對附肢起源的關鍵化石實證。然而，靈動土家魚化石雖然首次揭示出盔甲魚類具有跟異甲魚類、花鱗魚類一樣的下歪尾， 但是尾鰭的細節(jié)并沒有保存，成為解決盔甲魚類頭后身體解剖難題所缺失的最后一塊拼圖。此次，研究團隊在廣西發(fā)現(xiàn)的首個特異保存完整尾鰭的盔甲魚類——九尾狐甲魚，正好彌補了重慶生物群中靈動土家魚尾鰭保存不完整的缺憾，從而集齊了解決盔甲魚類頭后身體解剖難題的所有拼圖。

中國的盔甲魚類已經有110年的發(fā)現(xiàn)史。早在1913年，我國著名地質學家丁文江先生就在云南曲靖發(fā)現(xiàn)盔甲魚類化石（當時認為是“頭甲魚”）。 然而，跟歐美的骨甲魚類相比，中國盔甲魚類的研究比西方整整晚了半個世紀。直到1965年，我國古魚類學家劉玉海先生才首次正式命名并系統(tǒng)描述了第一個盔甲魚。由于盔甲魚類的身體主要有軟骨和零散的鱗片組成，幾乎很難完整保存為化石。因此，盔甲魚類頭后身體解剖問題在過去的100多年里沒有得到解決。從2012年起，研究團隊開始將目光轉向了解決盔甲魚類頭后身體的解剖這個百年難題上。在過去10年里，研究團隊跑遍了中國志留—泥盆紀幾乎所有可能含有盔甲魚類化石的野外剖面近200個，發(fā)現(xiàn)了18處新的古魚類化石點，包括3個特異埋藏生物群。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）