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“边城鱼”演绎牙颌进化“无字天书”

2021-06-22 光明网 【 字体:

  “袖珍边城鱼”还原图。课题组供图

  ■记者 韩扬眉

  太古生物总能为人类看法本身、认识本身供给“千丝万缕”。比方,人类牙齿的造成或者就与数亿年前的一种鱼有关。

  克日,中国科学院古脊椎动物与古人类研讨所研讨员朱敏团队在重庆秀山县发明了一条完全留存的全新志留纪有颌鱼类“袖珍边城鱼”,其为颌与牙齿的初期演变供给了新实证。相干研讨成果克日宣布于《今世生物学》。秀山县也成为今朝环球第二个发明较多完全志留纪有颌类的化石点。

  逾越千万年的演变“谜团”

  包含人类在内的99.8%的脊椎动物都存在颌骨,即上颌和下巴,也被统称为有颌类。

  “颌的涌现是性命演变史最紧张的跃升之一,古生物学界无比存眷有颌鱼类的来源和初期演变。”论文通信作者之一、中国科学院古脊椎动物与古人类研讨所副研讨员朱幼安报告《中国科学报》。

  有颌类的来源能够追溯到4.44亿年前的奥陶纪。然则,直到2000多万年后的泥盆纪才起头大批涌现有颌类化石,其间的志留纪有颌鱼类化石独一零碎的鳞片和棘刺,这使得有颌类在这段长达数千万年的演变汗青中成为了一段“无字天书”。

  朱幼安指出,长期以来,人们不明白最初期的有颌类到底是什么形状,也不明白像硬骨鱼类、软骨鱼类如许流线型的灵敏鱼类,是若何从“身披甲胄”的无颌甲胄鱼,和固然已演变出颌,但身材前半部份仍旧掩盖着外骨骼“盔甲”的盾皮鱼类演变而来的。

  自2007年起,朱敏领导团队在云南曲靖发明了志留纪潇湘脊椎动物群,此中包含大批完全留存的有颌鱼类。这使得中国成为今朝独一发明较多志留纪有颌类完全化石的国度,为周全看法有颌类的初期身材布局供给了关头实证材料。团队已发明了占领演变关头地位的“初始全颌鱼”“长吻麒麟鱼”。

  “然则,因为全球仅发明这一个中央有完全留存的志留纪有颌鱼类,便有一种看法以为,这些鱼的形状不外是在规模地区里无比特化的成果,那样的话,这些化石的信息就不那么紧张了。”朱幼安说。

  为了找到更多的志留纪有颌鱼类化石,探讨这个成绩的实情,多年来,研讨团队几近踏遍天下规模的志留纪地层,与各地地质考察部分深切相互协作,终究在秀山县有了发明。

  探求第二个“家”

  4.23亿年前的志留纪早期,也被称为罗德洛世。彼时,华南古陆漂流在赤道左近的大洋傍边,海水沿着弯曲凹凸的海岸线侵入陆架,造成多少宏大的海湾或内海,这些浅海成为初期水中性命的“庇护所”。

  那时,处在湘渝之交的秀山地区便位于华南古陆北缘一个比现今渤海还要大的内海傍边。河道在这里汇入内海,带来了大批营养,并孕育了丰盛的性命,河口和滩涂的半咸水中发展大批的原始动物,其间糊口着无颌的盔甲鱼类、海蝎和最早的有颌鱼类。它们的遗骸被河道不停带来的泥沙掩盖,并在冗长的地质时候内酿成了化石。

  2019年底,团队成员、重庆地质矿产研讨院博士后李强在秀山洪安边城左近沿“川河盖天路”踏勘志留纪含鱼地层,在罗德洛统小溪组中不测发明了一块完全对半开的有颌鱼类化石。

  这恰是袖珍边城鱼的正型标本!

  这一地层过来还从未报导过完全的有颌鱼类。团队成员们欣慰万分,李强和朱幼安等人疾速对这块化石睁开了具体研讨。

  “只管留存无比完全,但研讨这块化石并不容易,很多细小布局已濒临粉砂岩粒度留存精度的下限,特地是埋在围岩外部的骨片形状,经由屡次高精度CT扫描,才经由过程沿骨片裂开的、只要几微米宽的纤细裂缝重修出来。”朱幼安说。

  边城鱼的外骨骼骨甲方式和之前在曲靖潇湘动物群中发明的麒麟鱼濒临,显现它与麒麟鱼、全颌鱼、志留鱼同属全颌盾皮鱼类。这证实该类群在那时的华南包含印支地块遍及漫衍,是以它们的一些关头剖解布局信息在厘清有颌类初期演变,特地是硬骨鱼、软骨鱼等来源上显得无比紧张。

  紧张的袖珍“猎手”

  全颌盾皮鱼类是中国特有的一类初期有颌鱼类,与当代有颌脊椎动物,即硬骨鱼类和软骨鱼类配合先人的来源亲密相干。

  研讨团队经由过程体系发育阐发发明,边城鱼留存了下颌和下颌齿,它的下颌与全颌鱼的边沿颌骨非常类似,但其内侧有蓬勃的口内叶,其上可见5个较大的圆锥状齿。这些齿的发展和分列方式与其余盾皮鱼类,特地是节甲鱼类的齿突类似。

  是以,边城鱼的颌骨大概比全颌鱼和麒麟鱼更原始。这意味着它是当代鱼类与节甲鱼类等传统界说的盾皮鱼类颌骨及牙齿的一个过渡状况,为当代有颌类,包含咱们人类颌骨和牙齿的来源和演变供给了紧张化石实证。

  让研讨团队感触欣慰的是,边城鱼化石留存相称完全,好比在盾皮鱼类中很少发明完全的鳍,边城鱼就留存了这部份布局。它的鳍有蓬勃鳞片掩盖的肉质“柄”状部份,而鳍条部份则只要外侧狭小的一圈。这与罕见鱼类的通明、折扇状鱼鳍非常差别。

  “有意思的是,边城鱼‘体形很小’,化石只要2厘米长,在世时整条鱼大概也只要约4厘米长,但牙齿很大。边城鱼大概是非常勇猛的袖珍‘猎手’,以糊口环境内的其余小动物,如米氏海蝎、秀山盾鱼、牙形动物等为食。”朱幼安说。

  今朝,只管完全的全颌盾皮鱼类只在中国发明,但新发明供给的比较剖解学证据显现,上世纪末在越南志留纪地层中发明的零碎盾皮鱼类骨片也应属于全颌盾皮鱼类,指导印支地块和华南地块在志留纪有无比亲密的古地理接洽。

  朱幼安暗示,袖珍边城鱼只是边城动物群报导的第一条有颌鱼类。他们在同一层位还发明了其余有颌类和无颌类的化石,并在重庆志留纪地层其余地址也发明了紧张化石,今朝正在发掘研讨傍边。

[义务编纂: 武玥彤 ]

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