素有“古魚(yú)王國(guó)”和“4億年前人類(lèi)遠(yuǎn)祖發(fā)源地”之稱(chēng)的云南曲靖，是世界上最著名的早泥盆世(距今約4.19億年-4.07億年)脊椎動(dòng)物化石寶庫(kù)之一，也是古脊椎動(dòng)物特別是古魚(yú)類(lèi)學(xué)家開(kāi)展野外科考、發(fā)現(xiàn)并研究化石的“圣地”。

中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所(中科院古脊椎所)科研團(tuán)隊(duì)最新又在這里研究發(fā)現(xiàn)真盔甲魚(yú)類(lèi)一個(gè)新屬種化石，年代為4.1億年前，命名為“碩大西屯魚(yú)”。這一“古魚(yú)王國(guó)”的“新丁”目前共采集到5件化石標(biāo)本，是曲靖西屯脊椎動(dòng)物群的主要產(chǎn)出層位中首次發(fā)現(xiàn)的真盔甲魚(yú)類(lèi)化石記錄，相關(guān)研究成果論文近日在專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)期刊《古脊椎動(dòng)物學(xué)報(bào)》在線發(fā)表。

盔甲魚(yú)亞綱各類(lèi)群的感覺(jué)管系統(tǒng)研究分析圖?！≈锌圃汗偶棺邓? 供圖

化石是怎么發(fā)現(xiàn)的？

論文第一作者、中科院地質(zhì)與地球物理研究所與中科院古脊椎所聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生孫浩然介紹說(shuō)，自1960年代以來(lái)，科學(xué)家在曲靖城西翠峰山腳下廣泛出露的早泥盆世地層當(dāng)中已發(fā)現(xiàn)種類(lèi)繁多、數(shù)量豐富的魚(yú)類(lèi)化石，包括多鰓魚(yú)、云南魚(yú)、楊氏魚(yú)、斑鱗魚(yú)、無(wú)孔魚(yú)、蝶柱魚(yú)、彌曼魚(yú)等西屯脊椎動(dòng)物群的典型代表，但該動(dòng)物群的化石主要產(chǎn)出層位中，此前尚未發(fā)現(xiàn)盔甲魚(yú)類(lèi)的重要類(lèi)群真盔甲魚(yú)類(lèi)。

近年來(lái)，中科院古脊椎所早期脊椎動(dòng)物演化研究團(tuán)隊(duì)持續(xù)在曲靖西屯組中開(kāi)展魚(yú)化石的野外發(fā)掘工作，采獲大量豐富的古魚(yú)類(lèi)化石材料，其中5件盔甲魚(yú)類(lèi)標(biāo)本具有典型的真盔甲魚(yú)科特征，無(wú)疑應(yīng)歸屬于真盔甲魚(yú)目真盔甲魚(yú)科，但其具有大而厚的頭甲以及更原始的感覺(jué)管系統(tǒng)等特征明顯區(qū)別于其他真盔甲魚(yú)類(lèi)，應(yīng)為真盔甲魚(yú)類(lèi)一新屬種。

研究團(tuán)隊(duì)將這個(gè)新屬種命名為碩大西屯魚(yú)，屬名指示其發(fā)現(xiàn)于曲靖西屯村附近的西屯組，種名則源自其具有較大的頭甲。

由中科院古脊椎所趙文金研究員與朱敏院士在2010年提出的滇東西屯脊椎動(dòng)物群，最初定義為一個(gè)主要以盔甲魚(yú)亞綱多鰓魚(yú)類(lèi)與華南魚(yú)類(lèi)、盾皮魚(yú)綱云南魚(yú)類(lèi)和硬骨魚(yú)綱早期類(lèi)型的輻射演化為特征的早泥盆世的魚(yú)類(lèi)動(dòng)物群，近年來(lái)隨著化石新材料的不斷發(fā)現(xiàn)以及對(duì)已有化石產(chǎn)出層位新認(rèn)識(shí)的不斷加深，該動(dòng)物群中盔甲魚(yú)類(lèi)也包括一些真盔甲魚(yú)類(lèi)，碩大西屯魚(yú)的發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了其西屯組中真盔甲魚(yú)類(lèi)的空白。

碩大西屯魚(yú)化石照片(蓋志琨攝)、3D重建及頭甲復(fù)原(王明娟繪)。　中科院古脊椎所 供圖

取得哪些研究成果？

孫浩然稱(chēng)，研究團(tuán)隊(duì)在前人對(duì)盔甲魚(yú)類(lèi)進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)碩大西屯魚(yú)一些特征的新認(rèn)識(shí)，構(gòu)建出一個(gè)包括新增3個(gè)新特征共66個(gè)特征的新矩陣。

最新系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明：碩大西屯魚(yú)屬與盾魚(yú)屬和真盔甲魚(yú)屬共同組成一個(gè)單系類(lèi)群——真盔甲魚(yú)科支系，并且三者之間碩大西屯魚(yú)與盾魚(yú)的親緣關(guān)系更為密切；云南盔甲魚(yú)屬和憨魚(yú)屬應(yīng)為中華盔甲魚(yú)科、三尖魚(yú)科和真盔甲魚(yú)科之間的一個(gè)二級(jí)類(lèi)群；真盔甲魚(yú)科至今仍是真盔甲魚(yú)目中最多樣化的一個(gè)分支，共計(jì)包括3屬6種，其中產(chǎn)自云南和重慶志留系(距今約4.27億年)的兩種盾魚(yú)，代表了在早志留世末(距今約4.33億年)曙魚(yú)科與中華盔甲魚(yú)科滅絕后最早復(fù)蘇的真盔甲魚(yú)類(lèi)，其生存時(shí)限可從約4.27億年前延伸至約4.07億年前。

結(jié)合最新盔甲魚(yú)類(lèi)形態(tài)學(xué)及系統(tǒng)發(fā)育分析的研究結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)盔甲魚(yú)亞綱的感覺(jué)管系統(tǒng)(亦稱(chēng)側(cè)線系統(tǒng))進(jìn)行系統(tǒng)梳理及綜合分析研究認(rèn)為，盔甲魚(yú)亞綱感覺(jué)管系統(tǒng)的演化總體上具有趨于簡(jiǎn)化的趨勢(shì)，具體表現(xiàn)為橫行管的減少、縱行管的略有增加，真盔甲魚(yú)型和多鰓魚(yú)型感覺(jué)管系統(tǒng)均由原始特征的漢陽(yáng)魚(yú)型感覺(jué)管系統(tǒng)演化而來(lái)，然后各自獨(dú)立發(fā)展。

此外，盔甲魚(yú)類(lèi)的感覺(jué)管系統(tǒng)通常表現(xiàn)為兩對(duì)縱向管和不同數(shù)量的橫向管組成的網(wǎng)格狀，并具有從復(fù)雜到簡(jiǎn)單的進(jìn)化趨勢(shì)，但從原始的網(wǎng)格狀感覺(jué)管系統(tǒng)到后期較為簡(jiǎn)化的感覺(jué)管系統(tǒng)的演化目前尚不是很清楚。碩大西屯魚(yú)的感覺(jué)管系統(tǒng)具有原始的、衍生的鑲嵌特征，其發(fā)現(xiàn)則為盔甲魚(yú)類(lèi)感覺(jué)管系統(tǒng)的演化提供出新的關(guān)鍵證據(jù)。

碩大西屯魚(yú)生態(tài)復(fù)原圖(史愛(ài)娟繪)。　中科院古脊椎所 供圖

研究有何重要意義？

論文通訊作者趙文金研究員說(shuō)，盔甲魚(yú)類(lèi)是一種東亞地區(qū)特有、土著色彩非常濃厚的無(wú)頜魚(yú)類(lèi)，除包括修水魚(yú)科、漢陽(yáng)魚(yú)科、大庸魚(yú)科等基干類(lèi)群外，主要分為真盔甲魚(yú)目、多鰓魚(yú)目和華南魚(yú)目三個(gè)單系類(lèi)群，后兩者均因具有數(shù)目較多的鰓囊而常被歸入多鰓魚(yú)超目之中。

其中，真盔甲魚(yú)目作為盔甲魚(yú)亞綱三個(gè)主要分支之一，其內(nèi)部各類(lèi)群通常被認(rèn)為可歸屬于4個(gè)科級(jí)類(lèi)群：曙魚(yú)科、中華盔甲魚(yú)科、三尖魚(yú)科及真盔甲魚(yú)科，以及1個(gè)未定科類(lèi)群(包括云南盔甲魚(yú)、憨魚(yú))，但目前在一些演化區(qū)位上仍存在很大的不確定性，如曙魚(yú)科的單系性、云南盔甲魚(yú)與憨魚(yú)的歸屬以及真盔甲魚(yú)類(lèi)與其他盔甲魚(yú)類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系等問(wèn)題仍未得到完全解決，亟需結(jié)合對(duì)一些過(guò)渡類(lèi)型的化石新材料開(kāi)展深入的研究工作予以揭示，具有明顯鑲嵌特征的碩大西屯魚(yú)的發(fā)現(xiàn)，則為解決上述問(wèn)題提供了一些關(guān)鍵的化石證據(jù)。

中科院古脊椎所趙文金研究員展示介紹碩大西屯魚(yú)化石標(biāo)本?！≈行律缬浾? 孫自法 攝

趙文金表示，研究團(tuán)隊(duì)本次碩大西屯魚(yú)化石的發(fā)現(xiàn)研究，對(duì)于深入認(rèn)識(shí)真盔甲魚(yú)科的形態(tài)學(xué)特征、理清真盔甲魚(yú)目的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、探討盔甲魚(yú)亞綱的輻射演化以及豐富西屯脊椎動(dòng)物群的魚(yú)類(lèi)多樣性等方面均具有十分重要的科學(xué)意義。

他強(qiáng)調(diào)，碩大西屯魚(yú)是真盔甲魚(yú)類(lèi)在曲靖西屯組中的首次發(fā)現(xiàn)，相關(guān)研究不僅填補(bǔ)了“古魚(yú)王國(guó)”真盔甲魚(yú)類(lèi)在早泥盆世的有關(guān)地質(zhì)空白、豐富了西屯脊椎動(dòng)物群的魚(yú)類(lèi)多樣性，而且?guī)椭鷮W(xué)界進(jìn)一步厘清了真盔甲魚(yú)類(lèi)各類(lèi)群之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、豐富了對(duì)于盔甲魚(yú)亞綱在早泥盆世輻射演化的認(rèn)知，同時(shí)也為探討盔甲魚(yú)類(lèi)中感覺(jué)管系統(tǒng)的演化提供關(guān)鍵化石證據(jù)，并為后續(xù)進(jìn)一步開(kāi)展魚(yú)類(lèi)演化研究奠定了重要基礎(chǔ)。(完)

中科院古脊椎所趙文金研究員介紹碩大西屯魚(yú)生態(tài)復(fù)原圖。　中新社記者 孫自法 攝中科院古脊椎所趙文金研究員辦公室內(nèi)，用于研究的碩大西屯魚(yú)化石標(biāo)本材料?！≈行律缬浾? 孫自法 攝

關(guān)鍵詞： 早泥盆世 系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系 系統(tǒng)發(fā)育分析