新疆三疊紀(jì)阜康魚研究取得重要成果

中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所徐光輝研究員與來自英國和美國多家研究機(jī)構(gòu)的研究人員組成的一個科研團(tuán)隊(duì)于2017年8月30日在英國《自然》期刊發(fā)表了新疆三疊紀(jì)斯堪尼亞魚目阜康魚的最新研究成果。該科研團(tuán)隊(duì)運(yùn)用高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)揭示出阜康魚頭骨內(nèi)部的一些解剖學(xué)特征與多鰭魚類似，并將化石魚類的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)與現(xiàn)生輻鰭魚類的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)及12個核基因的DNA序列數(shù)據(jù)一起融入分支分析之中，得出了一個新的反映輻鰭魚類系統(tǒng)演化的進(jìn)化樹。根據(jù)新的進(jìn)化樹，研究人員對輻鰭魚類的冠群的起源時間重新進(jìn)行了分子鐘估算，認(rèn)為輻鰭魚類冠群的起源時間比過去估計(jì)的時間要晚兩千萬至四千萬年。

輻鰭魚類是現(xiàn)生脊椎動物亞門中最為繁盛、分異度最大的類群，約占現(xiàn)生脊椎動物物種數(shù)量的一半。輻鰭魚類和原始的肉鰭魚類及四足動物（兩棲動物、爬行動物、鳥類和哺乳動物）具有共同的祖先，在研究脊椎動物的早期演化和生物多樣性方面具有重要意義?，F(xiàn)生的輻鰭魚類包括多鰭魚、鱘魚、雀鱔、弓鰭魚和真骨魚；其中，多鰭魚被認(rèn)為是最原始的代表。然而，最古老的多鰭魚類化石過去只發(fā)現(xiàn)于晚白堊世早期（約1億年前），這相對于古生代和早中生代的輻鰭魚類化石記錄而言過于年輕。長期以來，幾乎所有的古生代輻鰭魚類和一部分中生代輻鰭魚類都被統(tǒng)稱為“古鱈類”。識別和建立這些早期的輻鰭魚類與多鰭魚類及其它輻鰭魚類的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系是一件非常困難的事情。

徐光輝及其合作者在過去十年里對“古鱈類”斯堪尼亞魚目進(jìn)行了詳細(xì)研究，在輻鰭魚類早期演化這個難以解決的課題上獲得了突破性進(jìn)展。斯堪尼亞魚目是三疊紀(jì)（約2.52–2.01億年前）特有的原始輻鰭魚類。除了晚三疊世的一個屬種發(fā)現(xiàn)于瑞典海相地層外，該目其余屬種均發(fā)現(xiàn)于勞亞大陸的陸相三疊系（包括中國北方、西伯利亞、哈薩克斯坦和北美）。因此，斯堪尼亞魚目的生活環(huán)境主要為淡水環(huán)境。上個世紀(jì)六十年代在新疆阜康中三疊統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的長背鰭阜康魚代表了斯堪尼亞魚目在中國的首次發(fā)現(xiàn)。近年來，在甘肅北山下三疊統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的短尾柄北山魚代表了斯堪尼亞魚目最古老的屬種之一。此外，在陜西米脂上三疊統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的張崖米脂魚則代表了斯堪尼亞魚目在中國最晚的化石記錄。在這些化石材料中，只有阜康魚具有立體保存的頭骨，便于運(yùn)用高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)揭示其頭骨內(nèi)部的解剖學(xué)特征。得益于這一新技術(shù)的應(yīng)用，研究人員發(fā)現(xiàn)阜康魚的頭骨具有與多鰭魚類似的一些特征,表明斯堪尼亞魚目可能是現(xiàn)代多鰭魚類的祖先類型。

長背鰭阜康魚正模標(biāo)本（徐光輝供圖）

長背鰭阜康魚頭骨的立體保存及CT識別圖（徐光輝供圖）

這項(xiàng)研究是古生物學(xué)、現(xiàn)代生物學(xué)和分子生物學(xué)的多學(xué)科交叉運(yùn)用，也是高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)在輻鰭魚化石研究中應(yīng)用的一個典范，為其它輻鰭魚類化石的研究提供了借鑒。

原文作者：徐光輝