科學(xué)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(xué)院古脊椎動(dòng)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(xué)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(gè)完整保存尾鰭的盔甲魚類——九尾狐甲魚，這一發(fā)現(xiàn)彌補(bǔ)了重慶動(dòng)物群靈動(dòng)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(xué)術(shù)期刊《國家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）在線發(fā)表。

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(xì)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(biāo)本和副模標(biāo)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(xì)節(jié)。

研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)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(gè)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(zhì)鰭條，表明鰭條之下有強(qiáng)壯的輻狀肌附著。九尾狐甲魚的9個(gè)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(chǎn)生不同的推動(dòng)力。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)尾鰭的幾何形態(tài)進(jìn)行了游泳速度分析，結(jié)果也表明盔甲魚類是一類游泳能力較強(qiáng)的快速游泳者，它的巡航游泳速度甚至要比一些更進(jìn)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?qū)е掠蓄M類起源”假說。

2022年，研究團(tuán)隊(duì)首次在“重慶特異埋藏化石庫”中發(fā)現(xiàn)世界上第一個(gè)具有完整身體保存的盔甲魚類化石——靈動(dòng)土家魚。靈動(dòng)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(yīng)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(gè)背鰭。靈動(dòng)土家魚腹部保存了一對(duì)縱貫全身的腹側(cè)鰭褶，這正是分子發(fā)育生物學(xué)家百多年來夢(mèng)寐以求、全力尋找的脊椎動(dòng)物成對(duì)附肢起源的關(guān)鍵化石實(shí)證。然而，靈動(dòng)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(xì)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(tuán)隊(duì)在廣西發(fā)現(xiàn)的首個(gè)特異保存完整尾鰭的盔甲魚類——九尾狐甲魚，正好彌補(bǔ)了重慶生物群中靈動(dòng)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(jīng)有110年的發(fā)現(xiàn)史。早在1913年，我國著名地質(zhì)學(xué)家丁文江先生就在云南曲靖發(fā)現(xiàn)盔甲魚類化石（當(dāng)時(shí)認(rèn)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(gè)世紀(jì)。直到1965年，我國古魚類學(xué)家劉玉海先生才首次正式命名并系統(tǒng)描述了第一個(gè)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(tuán)隊(duì)開始將目光轉(zhuǎn)向了解決盔甲魚類頭后身體的解剖這個(gè)百年難題上。在過去10年里，研究團(tuán)隊(duì)跑遍了中國志留—泥盆紀(jì)幾乎所有可能含有盔甲魚類化石的野外剖面近200個(gè)，發(fā)現(xiàn)了18處新的古魚類化石點(diǎn)，包括3個(gè)特異埋藏生物群。

△九尾狐甲魚及其一起特異保存的盾皮魚類化石標(biāo)本照片（蓋志琨攝）

△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）

△九尾狐甲魚和靈動(dòng)土家魚復(fù)原及其尾鰭演化意義

早期脊椎動(dòng)物尾鰭的演化序列。節(jié)點(diǎn)1：尾鰭起源；節(jié)點(diǎn)2：下歪尾起源；節(jié)點(diǎn)3——背鰭起源；節(jié)點(diǎn)4：鱗質(zhì)鰭條起源；節(jié)點(diǎn)5：上歪尾起源。（馮鳴娟、楊定華、史愛娟繪）

△與九尾狐甲魚特異埋藏在一起的古魚類和古植物化石（蓋志琨攝）

（總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉）