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4.2億年前的漫游憨魚 擁有現生魔鬼魚一樣的外鰓孔

2021-10-28 10:40來源: 中國新聞網編輯:遙城
  時隔30年,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)科研團隊在采自“古魚王國”云南曲靖的盔甲魚類化石材料中,梳理發現一件4.2億年前最大真盔甲魚類——漫游憨魚化石,并和新發現的另一件化石一起,最新研究揭示其具有現生魔鬼魚一樣的腹面鰓孔(也稱外鰓孔),為探討盔甲魚類的生活習性及演化提供了重要資料。
  這項古魚化石研究重要進展成果論文,近日已在專業學術期刊《古脊椎動物學報》上以封面文章發表。
  捕食“軍備競賽”致頭甲不斷增大
  論文通訊作者、中科院古脊椎所副研究員蓋志琨介紹說,漫游憨魚是朱敏研究員1992年在《古脊椎動物學報》正式發表命名,屬名“憨魚”指示其頭甲又大又笨,憨態可掬,而種名“漫游”則取其在水中漫游覓食之意。
  漫游憨魚在系統分類上屬于盔甲魚亞綱下真盔甲魚目。盔甲魚亞綱是一類已滅絕的“戴盔披甲”的甲胄魚類,是理解從無頜向有頜脊椎動物過渡的重要類群之一,目前僅發現于中國和越南北部的志留—泥盆紀地層。真盔甲魚目作為盔甲魚亞綱的三大主要類群之一,有很高的物種多樣性,目前已命名16個屬種。
  早期的真盔甲魚類個體都非常小,是一類頭甲僅有2厘米左右的小型魚類,直到4.25億年前,云南曲靖關底組才出現中等大小的真盔甲魚類——長孔盾魚(頭甲約8厘米),而此次發現4.2億年前的漫游憨魚頭甲最大可達16厘米,是目前已知最大的真盔甲魚類。
  蓋志琨認為,真盔甲魚類這種頭甲不斷增大的演化趨勢,可能與同期無脊椎動物海蝎子之間的協同演化有關。隨著具有捕食功能器官在志留紀海蝎子中的出現,其捕食活動也不斷強化,而被捕食的真盔甲魚類很可能與海蝎子之間也展開了一場轟轟烈烈的“軍備競賽”,它們通過不斷增大頭甲,抵御海蝎子的捕食。
  30年后梳理發現“漏網之魚”
  1987年,朱敏在滇東收集學位論文資料時,在曲靖南城門城墻附近淺黃色泥質粉砂中發現漫游憨魚化石正型標本,是一件比較完整的頭甲,揭示了漫游憨魚頭甲背面的關鍵形態學特征,但該標本僅有一件,并未保存頭甲腹面的形態學特征。
  蓋志琨說,30年來,他一直在嘗試找到新的漫游憨魚化石,但位于曲靖古城南城門附近的化石發現地點,隨著城鎮化進程早已變成城市中心的文化景點,無法開展野外挖掘。因此,研究團隊又對朱敏當年采集到的未描述的其他盔甲魚標本進行仔細梳理,結果意外發現一條漫游憨魚的“漏網之魚”。
  此次研究漫游憨魚的另一件關鍵化石,則是研究團隊在曲靖面店水庫附近西山村組深灰色粉砂巖中采集到,這完全是一個新的地點和新的層位,為一件近乎完整的漫游憨魚的頭甲。
  漫游憨魚化石材料極其稀少、珍貴,迄今只發現三件。這次研究發現的漫游憨魚化石新材料,雖然來自曲靖兩個不同的化石點,上下層位也略有差別,但它們都具有真盔甲魚類的典型特征。
  擁有魔鬼魚一樣的外鰓孔
  論文第一作者、中科院古脊椎所碩士研究生孟馨媛稱,此次研究發現的新化石材料,首次揭曉漫游憨魚頭甲腹面的秘密:頭甲向腹面彎曲形成腹環,腹環中央包圍了一個梨形的口鰓窗,口鰓窗被一塊很大的外骨骼腹甲覆蓋,在腹甲和腹環之間,清楚保存6對線性連續排列的鰓孔,鰓孔很大,呈圓形,是漫游憨魚鰓囊通向外界的重要開孔。漫游憨魚的口可能位于梨形口鰓窗的末端,它的腹甲很大,能夠形成鰓孔的內邊緣。
  她說,鰓作為魚類主要氣體交換器官,在攝食和呼吸過程中起重要作用。無頜類和有頜類的鰓差別很大,一般來說無頜類的鰓呈囊狀,稱為鰓囊,而有頜類的鰓呈裂隙狀,稱為鰓裂。
  漫游憨魚的鰓具有鰓囊,其鰓囊都是通過彼此獨立的鰓孔開口于外界,這一點與盲鰻、異甲魚類通過一個共同的總鰓孔開口于外界有所不同,彼此獨立的鰓孔更可能代表脊椎動物原始狀態,而總鰓孔可能屬于趨同演化的結果。
  孟馨媛指出,以漫游憨魚為代表的盔甲魚類和骨甲魚類一樣,它們的鰓孔位于頭甲的腹面,盔甲魚類腹位的鰓孔跟現生魔鬼魚非常相似。
  魔鬼魚又稱蝠鲼,多潛伏于具有泥沙底質的平坦海底,以捕食小型魚類與甲殼類為生,為適應這種底棲生活,其胸鰭擴張直至與軀干愈合,逐漸演化為身體極度扁平的扇形或圓形,又跟盔甲魚類扁平的頭甲有著異曲同工之妙。“這指示了漫游憨魚可能同樣漫游于具泥沙質基底的平坦海底,在安靜濱海環境中,以濾食海底有機碎屑為生。”她說。(記者 孫自法)
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