新疆三疊紀(jì)阜康魚(yú)研究取得重要成果

中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所徐光輝研究員與來(lái)自英國(guó)和美國(guó)多家研究機(jī)構(gòu)的研究人員組成的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)于2017年8月30日在英國(guó)《自然》期刊發(fā)表了新疆三疊紀(jì)斯堪尼亞魚(yú)目阜康魚(yú)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(yú)頭骨內(nèi)部的一些解剖學(xué)特征與多鰭魚(yú)類(lèi)似，并將化石魚(yú)類(lèi)的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)與現(xiàn)生輻鰭魚(yú)類(lèi)的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)及12個(gè)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(gè)新的反映輻鰭魚(yú)類(lèi)系統(tǒng)演化的進(jìn)化樹(shù)。根據(jù)新的進(jìn)化樹(shù)，研究人員對(duì)輻鰭魚(yú)類(lèi)的冠群的起源時(shí)間重新進(jìn)行了分子鐘估算，認(rèn)為輻鰭魚(yú)類(lèi)冠群的起源時(shí)間比過(guò)去估計(jì)的時(shí)間要晚兩千萬(wàn)至四千萬(wàn)年。

輻鰭魚(yú)類(lèi)是現(xiàn)生脊椎動(dòng)物亞門(mén)中最為繁盛、分異度最大的類(lèi)群，約占現(xiàn)生脊椎動(dòng)物物種數(shù)量的一半。輻鰭魚(yú)類(lèi)和原始的肉鰭魚(yú)類(lèi)及四足動(dòng)物（兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物）具有共同的祖先，在研究脊椎動(dòng)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(yú)類(lèi)包括多鰭魚(yú)、鱘魚(yú)、雀鱔、弓鰭魚(yú)和真骨魚(yú)；其中，多鰭魚(yú)被認(rèn)為是最原始的代表。然而，最古老的多鰭魚(yú)類(lèi)化石過(guò)去只發(fā)現(xiàn)于晚白堊世早期（約1億年前），這相對(duì)于古生代和早中生代的輻鰭魚(yú)類(lèi)化石記錄而言過(guò)于年輕。長(zhǎng)期以來(lái)，幾乎所有的古生代輻鰭魚(yú)類(lèi)和一部分中生代輻鰭魚(yú)類(lèi)都被統(tǒng)稱(chēng)為“古鱈類(lèi)”。識(shí)別和建立這些早期的輻鰭魚(yú)類(lèi)與多鰭魚(yú)類(lèi)及其它輻鰭魚(yú)類(lèi)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(guò)去十年里對(duì)“古鱈類(lèi)”斯堪尼亞魚(yú)目進(jìn)行了詳細(xì)研究，在輻鰭魚(yú)類(lèi)早期演化這個(gè)難以解決的課題上獲得了突破性進(jìn)展。斯堪尼亞魚(yú)目是三疊紀(jì)（約2.52–2.01億年前）特有的原始輻鰭魚(yú)類(lèi)。除了晚三疊世的一個(gè)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(guó)北方、西伯利亞、哈薩克斯坦和北美）。因此，斯堪尼亞魚(yú)目的生活環(huán)境主要為淡水環(huán)境。上個(gè)世紀(jì)六十年代在新疆阜康中三疊統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)背鰭阜康魚(yú)代表了斯堪尼亞魚(yú)目在中國(guó)的首次發(fā)現(xiàn)。近年來(lái)，在甘肅北山下三疊統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的短尾柄北山魚(yú)代表了斯堪尼亞魚(yú)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(yú)則代表了斯堪尼亞魚(yú)目在中國(guó)最晚的化石記錄。在這些化石材料中，只有阜康魚(yú)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(yú)的頭骨具有與多鰭魚(yú)類(lèi)似的一些特征,表明斯堪尼亞魚(yú)目可能是現(xiàn)代多鰭魚(yú)類(lèi)的祖先類(lèi)型。

長(zhǎng)背鰭阜康魚(yú)正模標(biāo)本（徐光輝供圖）

長(zhǎng)背鰭阜康魚(yú)頭骨的立體保存及CT識(shí)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(yú)化石研究中應(yīng)用的一個(gè)典范，為其它輻鰭魚(yú)類(lèi)化石的研究提供了借鑒。

原文作者：徐光輝