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4.2亿年前的漫游憨鱼 拥有现生魔鬼鱼一样的外鳃孔

2021-10-28 10:40来源: 中国新闻网编辑:遥城
  时隔30年,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)科研团队在采自“古鱼王国”云南曲靖的盔甲鱼类化石材料中,梳理发现一件4.2亿年前最大真盔甲鱼类——漫游憨鱼化石,并和新发现的另一件化石一起,最新研究揭示其具有现生魔鬼鱼一样的腹面鳃孔(也称外鳃孔),为探讨盔甲鱼类的生活习性及演化提供了重要资料。
  这项古鱼化石研究重要进展成果论文,近日已在专业学术期刊《古脊椎动物学报》上以封面文章发表。
  捕食“军备竞赛”致头甲不断增大
  论文通讯作者、中科院古脊椎所副研究员盖志琨介绍说,漫游憨鱼是朱敏研究员1992年在《古脊椎动物学报》正式发表命名,属名“憨鱼”指示其头甲又大又笨,憨态可掬,而种名“漫游”则取其在水中漫游觅食之意。
  漫游憨鱼在系统分类上属于盔甲鱼亚纲下真盔甲鱼目。盔甲鱼亚纲是一类已灭绝的“戴盔披甲”的甲胄鱼类,是理解从无颌向有颌脊椎动物过渡的重要类群之一,目前仅发现于中国和越南北部的志留—泥盆纪地层。真盔甲鱼目作为盔甲鱼亚纲的三大主要类群之一,有很高的物种多样性,目前已命名16个属种。
  早期的真盔甲鱼类个体都非常小,是一类头甲仅有2厘米左右的小型鱼类,直到4.25亿年前,云南曲靖关底组才出现中等大小的真盔甲鱼类——长孔盾鱼(头甲约8厘米),而此次发现4.2亿年前的漫游憨鱼头甲最大可达16厘米,是目前已知最大的真盔甲鱼类。
  盖志琨认为,真盔甲鱼类这种头甲不断增大的演化趋势,可能与同期无脊椎动物海蝎子之间的协同演化有关。随着具有捕食功能器官在志留纪海蝎子中的出现,其捕食活动也不断强化,而被捕食的真盔甲鱼类很可能与海蝎子之间也展开了一场轰轰烈烈的“军备竞赛”,它们通过不断增大头甲,抵御海蝎子的捕食。
  30年后梳理发现“漏网之鱼”
  1987年,朱敏在滇东收集学位论文资料时,在曲靖南城门城墙附近浅黄色泥质粉砂中发现漫游憨鱼化石正型标本,是一件比较完整的头甲,揭示了漫游憨鱼头甲背面的关键形态学特征,但该标本仅有一件,并未保存头甲腹面的形态学特征。
  盖志琨说,30年来,他一直在尝试找到新的漫游憨鱼化石,但位于曲靖古城南城门附近的化石发现地点,随着城镇化进程早已变成城市中心的文化景点,无法开展野外挖掘。因此,研究团队又对朱敏当年采集到的未描述的其他盔甲鱼标本进行仔细梳理,结果意外发现一条漫游憨鱼的“漏网之鱼”。
  此次研究漫游憨鱼的另一件关键化石,则是研究团队在曲靖面店水库附近西山村组深灰色粉砂岩中采集到,这完全是一个新的地点和新的层位,为一件近乎完整的漫游憨鱼的头甲。
  漫游憨鱼化石材料极其稀少、珍贵,迄今只发现三件。这次研究发现的漫游憨鱼化石新材料,虽然来自曲靖两个不同的化石点,上下层位也略有差别,但它们都具有真盔甲鱼类的典型特征。
  拥有魔鬼鱼一样的外鳃孔
  论文第一作者、中科院古脊椎所硕士研究生孟馨媛称,此次研究发现的新化石材料,首次揭晓漫游憨鱼头甲腹面的秘密:头甲向腹面弯曲形成腹环,腹环中央包围了一个梨形的口鳃窗,口鳃窗被一块很大的外骨骼腹甲覆盖,在腹甲和腹环之间,清楚保存6对线性连续排列的鳃孔,鳃孔很大,呈圆形,是漫游憨鱼鳃囊通向外界的重要开孔。漫游憨鱼的口可能位于梨形口鳃窗的末端,它的腹甲很大,能够形成鳃孔的内边缘。
  她说,鳃作为鱼类主要气体交换器官,在摄食和呼吸过程中起重要作用。无颌类和有颌类的鳃差别很大,一般来说无颌类的鳃呈囊状,称为鳃囊,而有颌类的鳃呈裂隙状,称为鳃裂。
  漫游憨鱼的鳃具有鳃囊,其鳃囊都是通过彼此独立的鳃孔开口于外界,这一点与盲鳗、异甲鱼类通过一个共同的总鳃孔开口于外界有所不同,彼此独立的鳃孔更可能代表脊椎动物原始状态,而总鳃孔可能属于趋同演化的结果。
  孟馨媛指出,以漫游憨鱼为代表的盔甲鱼类和骨甲鱼类一样,它们的鳃孔位于头甲的腹面,盔甲鱼类腹位的鳃孔跟现生魔鬼鱼非常相似。
  魔鬼鱼又称蝠鲼,多潜伏于具有泥沙底质的平坦海底,以捕食小型鱼类与甲壳类为生,为适应这种底栖生活,其胸鳍扩张直至与躯干愈合,逐渐演化为身体极度扁平的扇形或圆形,又跟盔甲鱼类扁平的头甲有着异曲同工之妙。“这指示了漫游憨鱼可能同样漫游于具泥沙质基底的平坦海底,在安静滨海环境中,以滤食海底有机碎屑为生。”她说。(记者 孙自法)