科学探索|古脊椎所等在云南发现3.9亿年前中泥盆世盔甲鱼类

近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所硕士毕业生孟馨媛在研究员盖志琨的指导下,在《古脊椎动物学报》上,在线发表了关于泥盆纪多鳃鱼类的最新研究成果 。
该研究首次报道了在云南楚雄彝族自治州东北部武定县中泥盆世艾菲尔期(约3.9亿年前)海口组中发现的多鳃鱼类化石——东方鱼(Dongfangaspis),代表了迄今已知的鳃囊数目最多的盔甲鱼类,鳃囊数目最多可达45对,是志留纪时期最原始盔甲鱼类的7倍以上 。
盔甲鱼类鳃囊数目成倍增多,是难以解释的演化现象,新发现表明可能是盔甲鱼类对早泥盆世反复出现的海洋缺氧事件的一个演化响应,也可能是东方鱼幸存到中泥盆世的秘诀 。
新发现是云南省中泥盆世盔甲鱼类化石的首次报道,也是目前我国第二个中泥盆世盔甲鱼类的化石记录,并将东方鱼属(Dongfangaspis)的生存时代从早泥盆世布拉格期(约4.1亿年前)扩展到中泥盆世艾菲尔期(约3.9亿年前),向后延续了约2千万年,推进了多鳃鱼类在云南地区中泥盆世的地质研究,增进了科学家对于盔甲鱼类在泥盆纪时辐射演化和扩散迁徙路线的认识,并对探讨盔甲鱼类的鳃囊数目与早埃姆斯期海洋缺氧事件的协同演化具有重要意义 。
云南楚雄彝族自治州素有“古生物化石宝库”、“恐龙之乡”之誉,杨钟健先生发现并命名的“中国第一龙”许氏禄丰龙,便是在楚雄州禄丰县发现的 。许氏禄丰龙是中国人自己发现、发掘、研究并装架的第一具恐龙 。
武定县南与禄丰县毗邻,泥盆纪地层较发育,多属陆相、滨海相沉积,产丰富的鱼类化石,例如,产自旧城组的盾皮鱼类温氏武定鱼(Wudinolepis weni)、巨扒皮鱼(Exutaspis megista)、长枕旧城鱼(Jiuchengia longoccipita)、大尹氏鱼(Yinostius major)、吴氏香水鱼(Xiangshuiosteus wui)、中华利沃鱼(Livosteus sinensis),产自海口组的盾皮鱼类东生沟鳞鱼(Bothriolepis tungseni)、田氏湖南鱼(Hunanolepis tieni)、曲靖西冲鱼(Xichonolepis qujingensis)、刘氏滇鱼(Dianolepis liui)、肉鳍鱼类武定瑟索鱼(Thursius wudingensis)等 。武定地区曾发现早泥盆世的盔甲鱼类武定华南鱼(Huananaspis wudinensis)化石,但关于中泥盆世的盔甲鱼未见报道 。
2014年,古脊椎所王俊卿先生在整理20世纪80年代野外采集到的标本时,发现一块异样的标本 。标本上面布满灰尘,难以辨认,用水涮洗后方认出是一件保存不完整而特征明显的多鳃鱼头甲的一部分 。
化石产自云南楚雄彝族自治州武定县城附近的龙潭村和赵家庄一带的中泥盆统的海口组 。化石保存在橙黄色石英砂岩上,其岩性与含东生沟鳞鱼、西冲鱼化石的岩性完全一致 。此次研究的东方鱼标本,从野外采集到重新发现,已在地下标本库沉睡了30多年,而从重新发现到正式发表,又等待了近10年 。
盔甲鱼类是多样性高,且区域性色彩强的无颌类,目前共有66属90种,仅见于中国和越南北部 。盔甲鱼类除基干类群(包括修水鱼类、汉阳鱼类、大庸鱼类)外,可划分为三个单系类群——真盔甲鱼目、多鳃鱼目和华南鱼目 。
东方鱼在系统分类上属于盔甲鱼亚纲多鳃鱼目多鳃鱼科 。最初由刘玉海先生于1975年根据四川江油早泥盆世布拉格期平驿铺组发现的硕大东方鱼(Dongfangaspis major)建立,以椭圆形的头甲、叶状内角、宽大的腹环、约具45对鳃囊、具8对末端分叉的侧横管等为鉴定特征 。
属型种硕大东方鱼的正型标本不完整,导致东方鱼属曾与其他多鳃鱼类混淆,如奇异东方鱼(