素有“古魚王國”和“4億年前人類遠祖發(fā)源地”之稱的云南曲靖，是世界上最著名的早泥盆世(距今約4.19億年-4.07億年)脊椎動物化石寶庫之一，也是古脊椎動物特別是古魚類學(xué)家開展野外科考、發(fā)現(xiàn)并研究化石的“圣地”。

中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)科研團隊最新又在這里研究發(fā)現(xiàn)真盔甲魚類一個新屬種化石，年代為4.1億年前，命名為“碩大西屯魚”。這一“古魚王國”的“新丁”目前共采集到5件化石標本，是曲靖西屯脊椎動物群的主要產(chǎn)出層位中首次發(fā)現(xiàn)的真盔甲魚類化石記錄，相關(guān)研究成果論文近日在專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《古脊椎動物學(xué)報》在線發(fā)表。

盔甲魚亞綱各類群的感覺管系統(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，自1960年代以來，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中已發(fā)現(xiàn)種類繁多、數(shù)量豐富的魚類化石，包括多鰓魚、云南魚、楊氏魚、斑鱗魚、無孔魚、蝶柱魚、彌曼魚等西屯脊椎動物群的典型代表，但該動物群的化石主要產(chǎn)出層位中，此前尚未發(fā)現(xiàn)盔甲魚類的重要類群真盔甲魚類。

近年來，中科院古脊椎所早期脊椎動物演化研究團隊持續(xù)在曲靖西屯組中開展魚化石的野外發(fā)掘工作，采獲大量豐富的古魚類化石材料，其中5件盔甲魚類標本具有典型的真盔甲魚科特征，無疑應(yīng)歸屬于真盔甲魚目真盔甲魚科，但其具有大而厚的頭甲以及更原始的感覺管系統(tǒng)等特征明顯區(qū)別于其他真盔甲魚類，應(yīng)為真盔甲魚類一新屬種。

研究團隊將這個新屬種命名為碩大西屯魚，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物群，最初定義為一個主要以盔甲魚亞綱多鰓魚類與華南魚類、盾皮魚綱云南魚類和硬骨魚綱早期類型的輻射演化為特征的早泥盆世的魚類動物群，近年來隨著化石新材料的不斷發(fā)現(xiàn)以及對已有化石產(chǎn)出層位新認識的不斷加深，該動物群中盔甲魚類也包括一些真盔甲魚類，碩大西屯魚的發(fā)現(xiàn)填補了其西屯組中真盔甲魚類的空白。

碩大西屯魚化石照片(蓋志琨攝)、3D重建及頭甲復(fù)原(王明娟繪)?！≈锌圃汗偶棺邓? 供圖

取得哪些研究成果？

孫浩然稱，研究團隊在前人對盔甲魚類進行系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對碩大西屯魚一些特征的新認識，構(gòu)建出一個包括新增3個新特征共66個特征的新矩陣。

最新系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明：碩大西屯魚屬與盾魚屬和真盔甲魚屬共同組成一個單系類群——真盔甲魚科支系，并且三者之間碩大西屯魚與盾魚的親緣關(guān)系更為密切；云南盔甲魚屬和憨魚屬應(yīng)為中華盔甲魚科、三尖魚科和真盔甲魚科之間的一個二級類群；真盔甲魚科至今仍是真盔甲魚目中最多樣化的一個分支，共計包括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，代表了在早志留世末(距今約4.33億年)曙魚科與中華盔甲魚科滅絕后最早復(fù)蘇的真盔甲魚類，其生存時限可從約4.27億年前延伸至約4.07億年前。

結(jié)合最新盔甲魚類形態(tài)學(xué)及系統(tǒng)發(fā)育分析的研究結(jié)果，研究團隊對盔甲魚亞綱的感覺管系統(tǒng)(亦稱側(cè)線系統(tǒng))進行系統(tǒng)梳理及綜合分析研究認為，盔甲魚亞綱感覺管系統(tǒng)的演化總體上具有趨于簡化的趨勢，具體表現(xiàn)為橫行管的減少、縱行管的略有增加，真盔甲魚型和多鰓魚型感覺管系統(tǒng)均由原始特征的漢陽魚型感覺管系統(tǒng)演化而來，然后各自獨立發(fā)展。

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

碩大西屯魚生態(tài)復(fù)原圖(史愛娟繪)?！≈锌圃汗偶棺邓? 供圖

研究有何重要意義？

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

其中，真盔甲魚目作為盔甲魚亞綱三個主要分支之一，其內(nèi)部各類群通常被認為可歸屬于4個科級類群：曙魚科、中華盔甲魚科、三尖魚科及真盔甲魚科，以及1個未定科類群(包括云南盔甲魚、憨魚)，但目前在一些演化區(qū)位上仍存在很大的不確定性，如曙魚科的單系性、云南盔甲魚與憨魚的歸屬以及真盔甲魚類與其他盔甲魚類的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系等問題仍未得到完全解決，亟需結(jié)合對一些過渡類型的化石新材料開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的發(fā)現(xiàn)，則為解決上述問題提供了一些關(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化石標本?！≈行律缬浾? 孫自法 攝

趙文金表示，研究團隊本次碩大西屯魚化石的發(fā)現(xiàn)研究，對于深入認識真盔甲魚科的形態(tài)學(xué)特征、理清真盔甲魚目的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、探討盔甲魚亞綱的輻射演化以及豐富西屯脊椎動物群的魚類多樣性等方面均具有十分重要的科學(xué)意義。

他強調(diào)，碩大西屯魚是真盔甲魚類在曲靖西屯組中的首次發(fā)現(xiàn)，相關(guān)研究不僅填補了“古魚王國”真盔甲魚類在早泥盆世的有關(guān)地質(zhì)空白、豐富了西屯脊椎動物群的魚類多樣性，而且?guī)椭鷮W(xué)界進一步厘清了真盔甲魚類各類群之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、豐富了對于盔甲魚亞綱在早泥盆世輻射演化的認知，同時也為探討盔甲魚類中感覺管系統(tǒng)的演化提供關(guān)鍵化石證據(jù)，并為后續(xù)進一步開展魚類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生態(tài)復(fù)原圖?！≈行律缬浾? 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化石標本材料。　中新社記者 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