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中科院团队30年接力研究 完整呈现4.1亿年前玉海翼角鱼全貌

玉海翼角鱼生态复原图。 杨定华 绘图 记者11月1日从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)获悉,该所四代古鱼类学家薪火相传、接力研究30年,最新完成对产自云南曲靖“…

玉海翼角鱼生态复原图。 杨定华 绘图

记者11月1日从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)获悉,该所四代古鱼类学家薪火相传、接力研究30年,最新完成对产自云南曲靖“古鱼王国”、约4.1亿年前盔甲鱼类“玉海翼角鱼”新化石材料的深入研究,终于使玉海翼角鱼的全貌得以完整呈现,并填补了盔甲鱼类解剖学信息的空白。

玉海翼角鱼复原图。 郭肖聪 绘图

这项古鱼演化研究重要成果论文,近日在国际专业学术期刊《解剖学记录》(The Anatomical Record)上在线发表。

论文通讯作者、中科院古脊椎所盖志琨研究员表示,这次通过对“古鱼王国”16件新发现采集的玉海翼角鱼化石标本进行研究分析,首次揭示出盔甲鱼类食道与背大动脉的位置关系,解开了七鳃鳗、骨甲鱼类背主动脉和食道向右漂移的不对称之谜。此次研究成果不仅填补了盔甲鱼类解剖学信息的空白,有助于理解盔甲鱼类的内部解剖,同时对探讨七鳃鳗、盔甲鱼类、骨甲鱼类和有颌脊椎动物之间的系统发育关系、理解有颌类关键特征的起源与演化具也有重要的意义。

盔甲鱼类的系统发育关系及地史分布。 中科院古脊椎所 供图

据论文第一作者、中科院古脊椎所硕士毕业前往英国留学的孟馨媛介绍,这次研究的16件玉海翼角鱼化石新标本,是研究团队自2018年以来多次对云南曲靖徐家冲村徐家冲组化石点实地考察所得,保存有玉海翼角鱼许多新的形态学信息,包括角与内角之间的头甲边缘呈锯齿状、具中横联络管的残迹、葫芦形的口鳃窗、六对鳃囊等。

玉海翼角鱼化石照片。 盖志琨 摄

玉海翼角鱼主要特征在真盔甲鱼目中是一个非常独特的存在,对盔甲鱼类新的系统发育分析结果表明,翼角鱼属、三尖鱼属与镰角鱼属的亲缘关系更近,它们构成一个单系类群三尖鱼科,而真盔甲鱼属、西屯鱼属和盾鱼属则构成另一个单系类群真盔甲鱼科,分别占据了不同的形态空间。

一些关键特征在脊索动物中的演化。 孟馨媛 绘图

过去由于保存和化石稀缺的局限,学界对盔甲鱼类腹面以及内部解剖特征知之甚少,而玉海翼角鱼新标本清楚的保存了腹面的关键形态学信息,是第一个明确揭示食道和背大动脉位置关系的关键化石。同时,玉海翼角鱼化石新标本研究还将盔甲鱼类的内部解剖与骨甲鱼类、现生的无颌类七鳃鳗以及有颌类软骨鱼类进行对比,重新梳理了七鳃鳗、盔甲鱼类、骨甲鱼类与有颌类的共近裔性状。

2018年玉海翼角鱼野外发掘采集现场。 盖志琨 摄

盖志琨说,20世纪90年代初,他的老师朱敏院士师从张弥曼院士刚刚获得博士学位,在云南曲靖地区进行野外地质调查时,首次发现玉海翼角鱼化石,1992年发表研究成果并正式命名玉海翼角鱼,属名指示其具有一对侧向延伸的翼状的角,种名则赠予盔甲鱼类研究奠基人刘玉海先生,但遗憾的是当时该标本仅有一件,并没有保存头甲腹面的形态学特征。

玉海翼角鱼化石照片。 盖志琨 摄

2018年,中科院古脊椎所与曲靖师范学院联合组建由朱敏院士领衔的自然历史文化研究中心,以加强对曲靖古鱼化石的挖掘与保护力度,并于当年在30年前玉海翼角鱼首次发现化石点持续开展野外发掘采集工作,在化石层又发现包括16件玉海翼角鱼新标本在内的大量早期脊椎动物化石,并通过长时间深入研究分析,获得本次重要成果并发表。

1987年早期脊椎动物国际研讨会在中国举行,刘玉海先生(右一)与中外同行专家合影。 Gavin Young(澳大利亚) 供图

据了解,古鱼类学家刘玉海1935年出生于山东滕州,1957年9月南开大学毕业后到中科院古脊所工作,与张弥曼、王俊卿、王念忠、张国瑞、刘时蕃等一起成为新中国最早一批从事泥盆纪古鱼类研究的学者,被尊称为“泥盆纪六君子”。20世纪60年代初,刘玉海就在云南曲靖的泥盆系开展野外工作,并首次对所发现中国的盔甲鱼类进行系统古生物描述,被誉为“盔甲鱼类研究第一人”。2022年3月,刘玉海先生在北京去世。

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