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“梦幻鬼鱼”化石及其复原图。澳大利亚维多利亚博物馆提供

  新华网北京3月26日电(记者丁逸旻 傅双琪)中国科学家在云南曲靖距今4亿多年前的地层中发现了一件迄今为止全球最古老的近乎完整的硬骨鱼化石,并将这条具有许多原始特征的古鱼命名为“梦幻鬼鱼”(Guiyu oneiros)。

  中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏等科学家在26日出版的英国《自然》杂志上发表了有关这项成果的文章。美国科学家称,这一发现将有关包括人类在内的现生脊椎动物起源的探索从泥盆纪(4.16至3.59亿年前)推向了更加久远的志留纪(4.43至4.16亿年前)。

 

 

  朱敏在接受新华社记者专访时说,这条2008年5月初在距今约4.18亿年前的石灰岩中发掘出来的“鬼鱼”是世界上唯一完整保存的志留纪有颌类动物化石标本,它比现存最古老的完整硬骨鱼化石要早约800万年。

  他说,鬼鱼长约1尺,展示了一个小型肉鳍鱼的解剖学特征。它作为肉鳍鱼这一事实充分证明了有颌冠群一系列分支事件在志留纪末之前已发生。

  朱敏说:“鬼鱼的梦幻之处在于它身上汇集了有颌类动物的众多原始特征。这些特征过去分别出现在有颌类的不同类群中,并被认为是某个类群的衍生特征。梦幻鬼鱼所呈现的特征组合证明,某些类群的衍生特征其实只是有颌类的原始特征。这些认识的改变,最终将对有颌类谱系关系的解释产生深远影响。”

  美国芝加哥大学迈克尔·科兹(Michael Coates)教授在同期《自然》配发的述评文章中说:“这条罕见的完整保存的古鱼的发现进一步揭示,对于现生脊椎动物起源的探索需要冲出被誉为鱼类时代的泥盆纪,重返更加古老的年代。”

  科兹断言:“它(鬼鱼)为脊椎动物进化的一个重大分歧事件(辐鳍鱼类与肉鳍鱼类的分化)提供了一个新的确凿无疑的最近时间校正点,并将掀起新一轮在志留纪地层中的野外考察热潮。”

  朱敏说,颌的出现大大提高了脊椎动物的取食与适应能力,是脊椎动物演化史上的一个影响极为深远的事件。在现生5万1千多种脊椎动物中,有颌脊椎动物的种数占99.7%以上,其中以鲨鱼为代表的软骨鱼纲占了不到2%,其余皆隶属硬骨鱼纲。

  他说,有颌类的早期分化以及硬骨鱼纲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,这些演化环节的化石记录依然十分稀少。

  瑞典、法国、德国等国古鱼类学家早在40多年前就对欧洲志留纪硬骨鱼类化石进行了研究,他们的材料皆为鱼类微体化石,包括鳞片和一些骨骼碎片,因此对于全面认识硬骨鱼类祖先的特征帮助不大。本世纪初,随着对硬骨鱼类起源问题探索的升温,瑞典等国科学家加大了在欧洲志留系中寻找硬骨鱼类化石的力度,《自然》杂志2007年报道了欧洲科学家的最新发现--两件不完整的鱼类上、下颌标本。中国志留纪硬骨鱼类化石的发现也开始于对鱼类微体化石的研究。

  肉鳍鱼类与辐鳍鱼类之间,以及硬骨鱼类与其它有颌类之间均存在着巨大的形态学鸿沟。过渡类型的缺失使得上述问题的探索长期停滞不前,疑点重重,研究者往往处于一种“盲人摸象”的状态。

  过去十年,这些鸿沟由于斑鳞鱼、无孔鱼、弥曼鱼、舌鳞鱼等早泥盆世(4.16亿至3.98亿年前)化石的新发现得以缩小,有颌类的早期分化、硬骨鱼类的起源与早期分化逐渐成为国际演化生物学界关注的重点。

  朱敏说,由于早期化石保存的不完整,多数早泥盆世鱼类都是由零散材料拼合到一起进行研究,特征的解释存在很多不确定因素,这会直接影响到对演化格局的重建。尤其是当恢复出来的古鱼完全不同于过去任何见过的鱼类,学术界就会有一定的疑虑和保留。

  他说:“要彻底澄清这些疑虑,最好的解决方案就是在距今3.5亿至4亿多年前的地层中寻找出一条完整的古鱼。”

  为此,朱敏和他带领的课题组在云南曲靖、昭通等地组织了多次发掘,虽然有很多化石新发现,但未见一条完整的古鱼始终是大家心中的一个缺憾。2007年春,课题组成员赵文金博士带队发现了几处具有鱼类大化石的地点。随即,朱敏带队对这些地点及周边做了更细致的考察,在重点层位组织了定点发掘,发现了大量的盾皮鱼类化石,同时发现了一件完整的硬骨鱼下颌标本。

  2008年4-5月,朱敏再次带队对发现下颌标本的层位进行了新一轮的发掘,不仅发现大量分散保存的硬骨鱼脑颅和上、下颌标本外,并出人意料地发现了这件“梦幻鬼鱼”标本。

  科兹说,朱敏等中国科学家为解开围绕有颌类分化和硬骨鱼类起源的重重谜团“提供了一条活灵活现的古鱼”。“至关紧要的是,这条鱼代表着人类遥远祖先的一个分支,它不但罕见地被完整保存下来,而且出人意料的古老。”

来源:搜狐                             时间:2009年03月26日


  《科学报告》(Scientific Reports313日在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队对志留纪硬骨鱼类——梦幻鬼鱼(Guiyu oneiros)鳞片形态学与鳞列分区的研究工作。该研究为零散保存的早期硬骨鱼类鳞片的分类工作提供了重要参考,也为硬骨鱼类鳞片与鳞列的早期演化增加了重要的数据。 

  “沙鸥翔集,锦鳞游泳”,形形色色的鳞片是鱼类最明显的外表特征之一。同一条鱼在身体不同区域排列的鳞片形态有所不同,这就是鳞列的分区。过去的研究表明,无颌类只有在头尾向有低分异度的鳞列分区,背腹向的鳞列分区最早在有颌鱼类中出现,而硬骨鱼类则同时在头尾向和背腹向有复杂的鳞列分区。不过,之前对早期硬骨鱼类的鳞列分区研究主要是参考Esin(1990)基于二叠纪辐鳍鱼建立的模型,由于进步辐鳍鱼类的鳞列分区已开始简化,该模型很难应用于更早期其他硬骨鱼类的鳞列分区研究。 

  最初的硬骨鱼类化石出现于志留纪。过去志留纪鱼类化石非常稀少,且大多为零散保存的鳞片等微体化石,对其了解处于“盲人摸象”的状态。最近在我国云南发现了包含大量精美保存的早期有颌类化石的潇湘动物群,其中近完整保存的志留纪硬骨鱼——梦幻鬼鱼的发现,为研究早期硬骨鱼类鳞片形态学与鳞列分区提供了近乎完美的证据。该研究借助高精度CT与三维重建技术,采用形态测量和聚类分析等方法,对5块关联保存的梦幻鬼鱼鳞列标本(图1),包括近完整保存的正型标本进行了量化研究,构建了鳞片形态测量学数据库。另外,基于定量与定性研究,建立了新的早期硬骨鱼类鳞列分区模型(图2)。该模型提出了新的命名系统,将鳞列划分成背、中、腹以及非成对鳞片四个带,继而细分成16个区域,便于今后不同属种之间鳞列区域的对比。 

  该研究显示,位于硬骨鱼类两大分支肉鳍鱼类和辐鳍鱼类共同祖先节点附近的类群具有比之前认为的更高分异度的鳞列分区(图3)。而在这之后,两大分支各自冠群的鳞列分区分异度在头尾向与背腹向均出现简化。本文中的系统发育分析将梦幻鬼鱼置于肉鳍鱼类干群。据此,上述分别出现在肉鳍鱼类与辐鳍鱼类冠群中的鳞列分区的简化是二者平行进化的结果。如果采用其他部分学者的观点,认为梦幻鬼鱼属于硬骨鱼类干群,那么鳞列分区出现简化将是肉鳍鱼类和辐鳍鱼类的共同衍征。 

  该项研究获得了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院前沿科学重点专项和古生物化石发掘与修理专项的经费资助。 

  原文链接:www.nature.com/articles/s41598-019-40845-7 

 

1A,梦幻鬼鱼鳞列标本;B,梦幻鬼鱼鳞列标本三维复原。(崔心东供图) 

 

2:梦幻鬼鱼鳞列分区模型。(崔心东供图) 

 

3:有颌类鳞列分区演化。(崔心东供图) 


 

来源:中国科学院古脊椎动物与古人类研究                            时间:2019-03-14
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