云南曲靖再次发现保存较完整的志留纪硬骨鱼

云南曲靖再次发现保存较完整的志留纪硬骨鱼

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队在早期脊椎动物研究领域取得新进展。《公共科学图书馆-综合》杂志近期报道了楚步澜博士等的最新科研成果，他们描述了一种4.2亿年前身披奇特鳞片的古鱼——丁氏甲鳞鱼，为探索有颌脊椎动物的早期分化以及硬骨鱼类的起源提供了新的化石实证。作为志留纪潇湘脊椎动物群的新成员，甲鳞鱼进一步支持云南曲靖是有颌脊椎动物的早期分化中心，表明早在志留纪（4.44-4.19亿年前）地球就已经进入了“鱼类时代”。继梦幻鬼鱼之后，丁氏甲鳞鱼成为第二种较完整保存的志留纪硬骨鱼。

丁氏甲鳞鱼（Sparalepis tingi）独特之处在于身体覆盖厚而紧密关节在一起的鳞片，如同身穿盔甲的武士。属名意指其鳞片类似于古波斯步兵手持的柳条编织而成的矩形盾牌，种名则献给云南曲靖志留纪剖面的命名人、中国地质学奠基人之——丁文江先生（1887-1936）。

硬骨鱼类是有颌脊椎动物的主干，分为肉鳍鱼类和辐鳍鱼类两大支系。肉鳍鱼类演化出了后来的四足动物（两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类），而留在水中的肉鳍鱼类如今只剩下为数不多的肺鱼和空棘鱼。辐鳍鱼类依旧生活在水中，我们常见的鱼（青、草、鲢、鳙等）绝大部分都属于这一类群，现有三万余种。因此，有颌类的早期分化以及硬骨鱼类的起源与早期分化在脊椎动物演化史上占有非常重要的位置。

然而，直到上世纪末，早期硬骨鱼类的化石依旧十分稀少，且多为零散化石。由于过渡化石的缺失，肉鳍鱼类与辐鳍鱼类之间，以及硬骨鱼类与其他有颌类之间存在着巨大的形态学鸿沟。过去近20年的时间，来自云南早泥盆世西屯脊椎动物群的众多精美化石（如斑鳞鱼、无孔鱼、弥曼鱼等）的发现使得这些鸿沟一步步缩小。潇湘脊椎动物群在世界上独一无二地完好保存了大量志留纪有颌类化石，如最近几年发现的全颌鱼和麒麟鱼等，则为探索有颌类崛起的格局打开了一扇全新的窗户。

丁氏甲鳞鱼化石（朱敏供图）

甲鳞鱼与鬼鱼、斑鳞鱼一样，具有由棘刺支撑的膜质骨腰带和肩带，这曾被认为是盾皮鱼独有的特征。肢带将肢骨连结到中轴骨上，二者统称为附肢骨骼，是重要的运动器官。现生脊椎动物中，前部的肩带既有膜质骨骼又有内骨骼成分，后部的腰带只有内骨骼成分，二者区分明显。然而化石资料表明，盾皮鱼类和部分早期硬骨鱼类的腰带与肩带有着十分相似的构造，同样是由膜质骨骼和内骨骼组成，说明腰带与肩带可能有着接近的发育模块。甲鳞鱼的出现，为这一假说提供了新的化石证据。

甲鳞鱼身披十分特殊的菱形鳞片，这些鳞片与鬼鱼、斑鳞鱼等早期硬骨鱼类的鳞片有相似之处，但又存在明显差异。系统发育分析显示，甲鳞鱼与鬼鱼、斑鳞鱼和无孔鱼都属于肉鳍鱼类干群。它们具有早期硬骨鱼的特征，但又具有类似盾皮鱼的肩带、腰带和背鳍棘，以及类似全颌鱼的头部膜质骨。这些特征组合填补了早期硬骨鱼类和其他有颌类之间，以及肉鳍鱼类和辐鳍鱼类之间的形态学鸿沟，也指示了盾皮鱼类的一支可能演化出了后来的硬骨鱼类。甲鳞鱼奇特的鳞列构造表明，早期硬骨鱼类的形态分异度远比之前所认知的大。随着潇湘脊椎动物群新材料的不断发现，这一演化历程将会变得越来越清晰。

(原文作者：朱敏团队)