古老的多鳃鱼类——锯齿宽腹鱼

锯齿宽腹鱼(Platylomaspis serratus)
■分类位置:盔甲鱼亚纲-多鳃鱼目-古木鱼科-宽腹鱼属
■化石产地:新疆阿克苏地区柯坪县玉尔其乡铁热克阿瓦提村
■层位与时代:塔塔埃尔塔格组,志留纪兰多维列世特列奇期
■命名人与命名时间:盖志琨等,2018年
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本文的主角是锯齿宽腹鱼,发现于中国新疆塔里木盆地志留系,为盔甲鱼亚纲多鳃鱼目家族当之无愧的长者。锯齿宽腹鱼,其貌不俗,有中等大小头甲,侧缘附有锯齿,头甲腹环尤为宽大,异于常鱼;另有棒状喙突,宽叶状内角,有粗粒状的小瘤为装饰,颇有鱼类艺术家气质,虽不敢以鱼类“潘安”自居,却也当得起“威风”二字。锯齿宽腹鱼形如其名,倚靠其特殊的半埋藏的生活方式,成功躲避捕食者追杀,结果使其所属的古木鱼科成为盔甲鱼类中最长寿的家族。
欲知锯齿宽腹鱼的非凡家世,且听笔者慢慢道来。
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盔甲鱼的前世今生
距今4.38亿年至3.72亿年的盔甲鱼亚纲(通称盔甲鱼类),是甲胄鱼纲下的一个亚纲级分类单元。盔甲鱼类的研究对揭示有颌脊椎动物早期演化的历程及脊椎动物颌的起源非常重要。例如,盔甲鱼头甲有一个诊断性的大的背侧开口,用于成对分离的鼻囊的共同鼻孔,这代表了有颌脊椎动物中颌发育所必需的一个先决条件。盔甲鱼亚纲是一类已灭绝的“戴盔披甲”的甲胄鱼类,它仅发现于中国和越南北部的志留—泥盆纪地层。究其家世,锯齿宽腹鱼采自新疆柯坪县铁热克阿瓦提村附近的塔塔埃尔塔格组。塔里木盆地西北边缘的志留纪地层按升序分为柯坪塔格组、塔塔埃尔塔格组、依木干他乌组和克兹尔塔格组。在柯坪地区,塔塔埃尔塔格组整合覆盖于柯坪塔格组之上,并被依木干他乌组整合覆盖。含鱼的塔塔埃尔塔格组地层主要由浅紫色粉砂岩和泥灰岩组成,反映了近岸浅海环境。塔塔埃尔塔格岩层含有大量的盔甲鱼化石,包括张氏西域鱼、塔里木柯坪鱼、潘氏小瘤鱼等。这些鱼类化石被称塔塔埃尔塔格组合,对应于华南地区的温塘组合。除了脊椎动物遗存,塔塔埃尔塔格地层还有丰富的无脊椎动物腕足类、腹足类、双壳类和微体化石。
2018年,中科院古脊椎动物与古人类研究所盖志琨研究员首次报道了在该地区发现的最古老的多鳃鱼类——锯齿宽腹鱼。系统发育分析表明,锯齿宽腹鱼、曾氏南宁鱼与云南早泥盆世长吻古木鱼的亲缘关系较近,并一起聚合成多鳃鱼类的一个新科——古木鱼科,代表了多鳃鱼目的最原始类群,并将多鳃鱼目的最早出现时间向前推了约1900万年,而其所属的古木鱼科一直延续到距今4.10亿年前的早泥盆世布拉格期,成为盔甲鱼家族中最为长寿的一个类群。那么,相比较于其他古鱼,古木鱼家族的“长寿秘诀”是什么?这可能与它们特殊的生活习性有关系,而对锯齿宽腹鱼的生活习性研究结果提供了答案。
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古木鱼科的“长寿秘诀”
盔甲鱼类长期以来一直被认为是生活在近岸滨海环境的一种底栖鱼类,而近年来盔甲鱼类的一系列新发现表明盔甲鱼类的生活方式可能比原来想象的要复杂得多,如盖志琨等2015年在云南昭通早泥盆世布拉格期坡松冲组发现的华南鱼目剑裂甲鱼具有鱼雷形头甲,细长吻突,眶孔位于头甲腹侧位,腹环丢失等一系列特化特征,是中国发现的第一个具有流线形体型的盔甲鱼类,指示了一些盔甲鱼类可能开始了一种主动游泳的生活方式,具有更加主动的取食行为。新发现的锯齿宽腹鱼和曾氏南宁鱼则展现出许多与现代鳐类平行进化的特征,很可能代表了盔甲鱼类一种新的生活方式——半埋藏的生活方式。它的宽而大的腹环便于把自己埋藏与固定在海底的泥沙当中,高高凸起的眼孔与中背孔部分是为了防止其被泥沙淹没,而它头甲边缘的锯齿是为了增大鱼与泥沙的摩擦力,让自己固定在泥沙当中。新的生活方式使盔甲鱼类能够更好地隐藏自己,躲避捕食者。通过前文我们已经知道,古木鱼科是盔甲鱼亚纲中生存时间最长的一个支系。而这种半埋藏的生活方式或许就是古木鱼科的“长寿秘诀”之一。研究表明,到早泥盆世布拉格期的时候,盔甲鱼类可能已经成功分化出半埋藏、表层底栖和上底栖(主动游泳)等多种生活方式来适应不同的生态位,达到其演化的顶峰。
瑰丽、热烈、璀璨……可以找到成千上万个漂亮词语来描述生命演化的传奇故事。不管是盔甲鱼,还是人类,生命演化的故事都是历尽艰辛、曲折而幸运的。身为当今地球主人的我们,探索生命的奥秘,推敲其演化乐章的起承转合,是趣事,亦是幸事!
​刘文煜 盖志琨