這條3.9億年前的肺魚為何“吃軟不吃硬”？

“會澤滇雙翼魚”化石標(biāo)本。中新社記者 孫自法　攝

　　中新網(wǎng)北京4月12日電 (記者 孫自法)肺魚同其他魚類相比，與包括人類在內(nèi)的四足動物有著更近親緣關(guān)系，它通常具有特化的發(fā)達(dá)齒板及自接型頜骨，加上強(qiáng)大的咬合力，非常適合捕食帶殼的無脊椎動物。

　　不過，這一傳統(tǒng)認(rèn)知被中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)朱敏院士團(tuán)隊最新一項古魚化石發(fā)現(xiàn)研究改寫，他們在“古魚王國”云南曲靖的會澤縣發(fā)現(xiàn)一件“吃軟不吃硬”的肺魚新屬種化石，距今約3.9億年，命名為“會澤滇雙翼魚”。

　　作為本次化石發(fā)現(xiàn)研究最重要的成果，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)會澤滇雙翼魚擁有一種全新齒板類型，特殊的構(gòu)造使其可能無法像其他肺魚那樣取食質(zhì)地堅硬的帶殼食物，而可能采用吸食等方式取食水生軟體動物甚至其他魚類。

　　這項古生物研究重要成果論文，近日在國際學(xué)術(shù)期刊《系統(tǒng)古生物學(xué)》在線發(fā)表。

　　論文作者、中科院古脊椎所喬妥副研究員介紹團(tuán)隊研究成果。中新社記者 孫自法 攝

　　為厘清早期肺魚系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系提供新材料

　　論文第一作者、中科院古脊椎所博士研究生羅彥超介紹說，會澤滇雙翼魚化石采自云南曲靖會澤縣中泥盆世(約3.9億年前)地層，其屬名“滇雙翼魚”取自云南省的古稱“滇”與肺魚類常用屬名后綴“雙翼魚(因其具有兩個背鰭而得名)”，種名則用化石發(fā)現(xiàn)地會澤命名。

　　會澤滇雙翼魚的正型化石標(biāo)本為一件頭部標(biāo)本，保存有近乎完整的顱頂甲、齒板、犁骨、副蝶骨與部分腦顱。研究團(tuán)隊借助高精度計算機(jī)斷層掃描(CT)設(shè)備與三維復(fù)原技術(shù)，建立該化石標(biāo)本的內(nèi)部感覺管系統(tǒng)與骨片結(jié)構(gòu)的三維模型，并通過詳細(xì)的形態(tài)學(xué)研究與系統(tǒng)學(xué)分析認(rèn)為，會澤滇雙翼魚化石層位以灰白、紫紅色石英砂巖夾同色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖為主，同時混雜有灰色灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，代表以海灣為主的沉積環(huán)境。

　　產(chǎn)自云南曲靖的志留紀(jì)和泥盆紀(jì)魚類化石種類豐富、保存精美、原始類型多，填補(bǔ)了早期魚類演化樹上的大量“缺失環(huán)節(jié)”。

　　論文通訊作者朱敏院士表示，會澤滇雙翼魚是中國迄今發(fā)現(xiàn)的第9種泥盆紀(jì)肺魚，同時也是曲靖“古魚王國”的又一新成員。本次研究不僅填補(bǔ)了會澤地區(qū)泥盆紀(jì)魚類化石記錄的空白，這一肺魚新屬種的發(fā)現(xiàn)也為厘清早期肺魚系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系提供了新的材料，為認(rèn)識泥盆紀(jì)肉鰭魚類的早期演化與輻射“打開了一扇新的窗戶”。

會澤滇雙翼魚生態(tài)復(fù)原圖 。　羅彥超、馬萌 繪制 攝

　　全新齒板類型導(dǎo)致會澤滇雙翼魚“吃軟不吃硬”

　　論文作者、中科院古脊椎所喬妥副研究員指出，肺魚的齒板是由內(nèi)翼骨與前關(guān)節(jié)骨特化形成，是肺魚的標(biāo)志性結(jié)構(gòu)，在肺魚的分類學(xué)和系統(tǒng)學(xué)研究中具有重要作用。為消除齒板研磨獵物造成的損耗，肺魚擁有一套獨(dú)特的將舊齒“回收利用”的機(jī)制：隨著肺魚的生長，齒板上的舊齒因重吸收作用和磨損而消逝，而新齒則在齒板邊緣生長出來。

　　她說，古生物研究國際同行2006年曾根據(jù)肺魚齒板牙齒以及齒質(zhì)是否存在重吸收作用將齒板分為四類：一是無重吸收，牙齒構(gòu)成主體;二是牙齒出現(xiàn)在齒板邊緣，中間為重吸收部分;三是無牙齒與其重吸收，用齒質(zhì)層進(jìn)行研磨;四是無牙齒增生，以重吸收的齒質(zhì)構(gòu)成主體，邊緣具有咬脊。

　　會澤滇雙翼魚的齒板與這四種已發(fā)現(xiàn)的類型均不同，代表了一種全新的齒板類型。這種特殊的構(gòu)造，使得其上下頜只能進(jìn)行較松散的咬合，因此，會澤滇雙翼魚可能無法像其他肺魚那樣取食質(zhì)地堅硬的帶殼食物，不能“吃硬”。研究團(tuán)隊推測，會澤滇雙翼魚可能采用吸食等方式取食水生軟體動物甚至其他的魚類，只能“吃軟”。

　　喬妥表示，長久以來，肺魚上顎前端的骨片是犁骨還是膜質(zhì)腭骨一直存在爭議。此次研究還探討了肺魚上顎骨片的同源性，研究團(tuán)隊通過會澤滇雙翼魚的發(fā)現(xiàn)，支持了肺魚上顎前端的骨片是犁骨而不是膜質(zhì)腭骨的假說。

　　會澤滇雙翼魚正型標(biāo)本、感覺管系統(tǒng)三維虛擬模型及其膜質(zhì)骨、犁骨、翼骨與副蝶骨三維模型虛擬?！×_彥超 供圖

　　四足動物祖先與肺魚4.2億年前“分道揚(yáng)鑣”

　　肺魚和普通的魚有什么關(guān)系?羅彥超說，魚一般生活在水中，用鰓呼吸，但肺魚不僅能用鰓呼吸，還能通過類似于肺的魚鰾直接呼吸而得名。憑借這項特殊技能，肺魚可以擺脫水的束縛，在旱季時鉆入泥土，將自己包裹在分泌物形成的繭中存活數(shù)月甚至更長時間，待雨季來臨再回到水中暢游。

　　雖然肺魚與四足動物構(gòu)成“姊妹群”，比其他魚類親緣關(guān)系要近，但早在4.2億年前的早泥盆世，包括人類的四足動物祖先便與肺魚這個“親戚”“分道揚(yáng)鑣”了，約3.6億年前，四足動物演化出肺并征服陸地，而繼續(xù)生活在水中的肺魚則以另一種方式擺脫了水的束縛。

　　喬妥總結(jié)稱，肺魚起源于早泥盆世早期，隨后快速分化，其多樣性在晚泥盆世達(dá)到頂峰，但在泥盆紀(jì)以后，肺魚的多樣性和演化速率逐漸降低，現(xiàn)生肺魚僅剩下非洲肺魚、南美肺魚和澳洲肺魚三個屬。因此，肺魚也是一種重要的“活化石”，其化石記錄在整個地史時期都有較好保存，肺魚身體結(jié)構(gòu)的變化連續(xù)展現(xiàn)出它們從海洋到陸地淡水環(huán)境的適應(yīng)過程。(完)