中科院團隊發現約4.38億年前古魚新物種“眼鏡蛇大庸魚”

“眼鏡蛇大庸魚”生態復原圖(史愛娟 繪)。研究團隊 供圖

(記者 孫自法)中國科學院古脊椎動物與古人類研究所蓋志琨研究員11日接受記者采訪時透露，他指導該所2022年度大學生“科創計劃”入選者、江西師范大學本科生張雨萌、李旭彤完成的古魚新物種——約4.38億年前“眼鏡蛇大庸魚”化石最新研究成果論文，近日在國際專業學術期刊《歷史生物學》(Historical Biology)在線發表。

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該項研究在湖南張家界地區志留紀蘭多維列世特里奇期早中期(距今約4.38億-4.35億年)秀山組地層中首次發現的大庸魚類新物種“眼鏡蛇大庸魚”，系統分類上屬于盔甲魚亞綱大庸魚科大庸魚屬，是目前發現的大庸魚科的第三個新物種，其屬名“大庸”取自旅游勝地張家界市的舊稱‘大庸縣’，種名“眼鏡蛇”取自其頭甲形狀與眼鏡蛇的頭部非常相似。

“眼鏡蛇大庸魚”(左)與“湖南大庸魚”的對比(張雨萌 繪)。研究團隊 供圖

蓋志琨指出，這也是盔甲魚類化石在志留紀秀山組地層中的首次發現，并揭示出大庸魚科更多的原始特征，特別是研究團隊在“眼鏡蛇大庸魚”的頭甲背面發現一對保存完好的小孔，這對小孔正好位于內耳附近第二中橫聯絡管的正前方，可能代表了大庸魚內耳內淋巴管的外開孔。

該發現表明，奧陶紀(距今約4.85億-4.44億年)阿蘭達魚類中所謂的“松果孔”實際可能是成對的內淋巴孔，這意味著脊椎動物開放的內淋巴管系統早在奧陶紀就已經出現，并且代表了脊椎動物的原始狀態。此外，在一些志留紀早期的盔甲魚類包括長興魚、曙魚、安吉魚等，頭甲背面也存在這樣一對內淋巴管的外開孔，因此可能代表盔甲魚類的原始特征。

“眼鏡蛇大庸魚”化石復原圖(桂芳 繪) 研究團隊 供圖

志留紀秀山組地層是一套以黃綠色、灰綠色頁巖及泥巖為主的沉積巖，在中國華南地區的湖南、重慶、貴州、四川等地分布非常廣泛，以盛產無脊椎動物化石“秀山動物群”而聞名于世，其沉積環境指示水體進一步加深，長期以來一直被認為是無脊椎動物繁衍生息的天堂，可能并不適合盔甲魚類的生存?！把坨R蛇大庸魚”在秀山組地層的首次發現，則打破了這一傳統認識。

研究團隊介紹說，新種“眼鏡蛇大庸魚”在頭甲大小、內角形態和紋飾等方面明顯區別于之前發現的“湖南大庸魚”：前者的頭甲長寬均為后者的1.5倍;前者的內角呈三角形，而后者的內角呈長的葉狀;前者頭甲紋飾由細小而密集的瘤狀突起組成，而后者則由雪花狀突起組成。

華南地區的大庸魚屬與發現于新疆塔里木地區的小瘤魚共同構成大庸魚科。在系統位置上，大庸魚科雖然和漢陽魚科、修水魚科同屬于盔甲魚亞綱的原始類群，但并不能與漢陽魚科、修水魚科共同組成一個單系類群，而是與除漢陽魚科、修水魚科之外的盔甲魚類(真盔甲魚目+多鰓魚超目)構成姐妹群，這次研究的系統發育分析結果同樣支持這一觀點。因此，大庸魚科一直被作為盔甲魚類演化的“原型”，這一類群在志留紀蘭多維列世早期就已經向真盔甲魚目和多鰓魚超目兩個不同的方向演化。

“眼鏡蛇大庸魚”化石照片及其頭頂一對“小孔”特寫(蓋志琨 攝)。研究團隊 供圖

據了解，盔甲魚類是一種只在中國和越南北部志留紀-泥盆紀地層中出現的土著性“甲胄魚類”。其作為現生有頜脊椎動物親緣關系最近的無頜類祖先之一，在解剖學上促進人們對有頜類及其關鍵特征起源的理解，如頜的發育起源、中耳的魚鰓起源和人類四肢的鰭褶起源等，同時也促進對早期魚類游泳速度演化的理解。目前的研究表明，早在4.38億年前，盔甲魚類就已出現多樣性分化，輻射演化出大庸魚科、漢陽魚科和修水魚科3個原始類群，以及最原始的真盔甲魚曙魚科和最原始的多鰓魚古木魚科。其中，大庸魚科長期以來一直被認為是代表中國最古老的盔甲魚類化石記錄。(完)

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