近日，中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所又有了新發(fā)現(xiàn)。蓋志琨研究員團(tuán)隊(duì)在新疆塔里木盆地首次發(fā)現(xiàn)了真盔甲魚類——戎氏江夏魚，這是“江夏魚三兄弟”中的“老三”。
在此之前，江夏魚已經(jīng)有了兩個(gè)“兄弟”。2021年，中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)在武漢志留紀(jì)地層中首次發(fā)現(xiàn)了江夏魚化石，并把它命名為“后棘江夏魚”；2023年5月，蓋志琨研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在江西九江武寧地區(qū)志留系下紅層清水組中又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)江夏魚新種，并把它命名為“九江江夏魚”。“兩兄弟”的發(fā)現(xiàn)地相距不到200公里。而此次，研究團(tuán)隊(duì)又在4000公里之外的塔里木盆地發(fā)現(xiàn)了江夏魚的“老三”——戎氏江夏魚。
這一發(fā)現(xiàn)不僅豐富了對(duì)新疆志留紀(jì)早期盔甲魚類多樣性的認(rèn)識(shí)，還進(jìn)一步證明了塔里木盆地在4.38億年前跟華南板塊距離很近，并可能組成塔里木-華南聯(lián)合板塊。
發(fā)現(xiàn)故事
工地碎石塊中，意外敲出新奇標(biāo)本
江夏魚到底是種什么魚？
中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)博士縱瑞文與教授龔一鳴，及該校學(xué)生劉一龍、黃烈斌等團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，這種發(fā)現(xiàn)于武漢東部志留紀(jì)早期地層中的“江夏魚”，生活在距今約4.35億年前，是目前已知最古老的真盔甲魚類。這是繼“漢陽魚”之后，又一種以武漢城區(qū)命名的古生物化石。
2020年4月底，縱瑞文上山采集化石。“化石材料的獲取，有時(shí)候需要一點(diǎn)運(yùn)氣。”縱瑞文帶著地質(zhì)錘，來到了上次發(fā)現(xiàn)魚碎片的地點(diǎn)。這里因施工新挖出來不少碎石塊，當(dāng)他走到一處陡壁下，突然在一塊平整的巖石層面上，發(fā)現(xiàn)幾個(gè)黃褐色的三角形色塊，貼近一看，表面還有密密麻麻的瘤點(diǎn)，再仔細(xì)看上面還有一些其他的構(gòu)造。
回到學(xué)校后，縱瑞文同其團(tuán)隊(duì)一起，開始在實(shí)驗(yàn)室對(duì)這些標(biāo)本進(jìn)行清理和研究，并向國內(nèi)古魚類專家請(qǐng)教，最終確定為真盔甲魚目中的一個(gè)新屬，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)地點(diǎn)曾屬于武漢市江夏區(qū)，將屬名命名為“江夏魚”。
根據(jù)獲取到的化石標(biāo)本，龔一鳴、縱瑞文團(tuán)隊(duì)還繪制出“江夏魚”的模擬圖像。“這種古魚類看上去萌態(tài)可掬，因?yàn)闆]有頜骨和牙齒，它們只能靠濾食生活。”
家族特征
江夏魚“三兄弟”都有“裂吻”
裂開才有用的那種
江夏魚屬于盔甲魚類，腦袋上頂著一個(gè)尖頭朝前的三角形頭甲，個(gè)頭不大，最長(zhǎng)不超過5厘米。頭甲兩側(cè)長(zhǎng)有兩對(duì)棘狀的角，后緣中部向后凸出，形成一個(gè)叫作中背棘的結(jié)構(gòu)。
江夏魚的頭甲最前方長(zhǎng)著縱長(zhǎng)橢圓形的中背孔，也是它的鼻孔，鼻孔后面緊跟著一對(duì)大大的眼睛。眼睛中間還有一個(gè)小圓孔，叫作松果孔，主要用于感光，號(hào)稱脊椎動(dòng)物的“第三只眼”。和其他盔甲魚一樣，江夏魚的嘴巴位于身體的腹側(cè)，所以在它們的頭甲上通常看不到嘴巴。
江夏魚“三兄弟”有一個(gè)共同特征，就是中背孔前端不閉合，使得頭甲吻部看起來好像裂開了一樣，即“裂吻”。
中背孔是盔甲魚類頭甲背側(cè)最前面的一個(gè)大孔，是盔甲魚類一個(gè)主要的鑒定特征和分類依據(jù)。
對(duì)盔甲魚腦顱的三維重建顯示，中背孔與口鼻腔和咽腔相通，指示了它也是一個(gè)具有呼吸功能的進(jìn)水孔或出水孔，因此可以看作鼻孔或鼻垂體孔。
雖然“裂吻”聽起來像是不那么健康的樣子，但對(duì)盔甲魚類來說，有“裂吻”或許是件好事。
絕大多數(shù)盔甲魚類的中背孔向頭甲背側(cè)開口，只能吸入來自頭甲上方的水流，而“裂吻”使得盔甲魚類的中背孔增加了一個(gè)向前和向下的開口，在游泳的過程中，中背孔能夠同時(shí)接受來自頭甲上方、前方和下方三個(gè)方向的水流。因此，“裂吻”或許能夠大大提高盔甲魚呼吸時(shí)的進(jìn)水效率。
而此次發(fā)現(xiàn)的新種戎氏江夏魚，與在武漢發(fā)現(xiàn)的后棘江夏魚和在江西九江發(fā)現(xiàn)的九江江夏魚顯著不同的是，其頭甲邊緣及其中背孔內(nèi)緣密布尖銳的鋸齒狀小刺。研究發(fā)現(xiàn)，這些結(jié)構(gòu)類似于早期有頜類的咽齒旋以及一些花鱗魚咽部的指向前方的齒狀結(jié)構(gòu)，其基本作用是水流流過的時(shí)候，能夠過濾阻擋體外寄生蟲。
另外，戎氏江夏魚在頭甲大小和頭甲紋飾上，也與后棘江夏魚和九江江夏魚顯著不同，所以才被認(rèn)為是“老三”。
離散析因
親兄弟為何天各一方?
“罪魁禍?zhǔn)住笔谴箨懫?/span>
江夏魚在華南板塊具有豐富的化石記錄，為湖北和江西兩地志留紀(jì)淺海紅層的對(duì)比提供了關(guān)鍵化石證據(jù)，而此次在新疆塔里木盆地發(fā)現(xiàn)的戎氏江夏魚，更是將華南和塔里木兩地相隔4000公里的地層直接聯(lián)系到一起。
那么為什么江夏魚前兩個(gè)“兄弟”相距不遠(yuǎn)，而“三弟”卻與它們相距4000公里呢？這是因?yàn)榇箨懫啤?/span>
“土著”不擅游泳，為何“遠(yuǎn)走他鄉(xiāng)”?
盔甲魚類主要生活在靠近古陸邊緣的潟湖、三角洲、濱海至淺海等環(huán)境中，主要營(yíng)底棲濾食性生活。大多數(shù)盔甲魚類頭甲扁平，缺少成對(duì)的偶鰭，說明其游泳能力較弱，擴(kuò)散、遷移的能力有限，遼闊的陸地和寬廣的海洋均成為其擴(kuò)散、遷移的障礙，因此盔甲魚類具有強(qiáng)烈的土著性色彩，它們的分布能夠被用來劃分古生物地理區(qū)域。
從現(xiàn)有的化石記錄來看，在4.38億年前的志留紀(jì)早期，我國盔甲魚類化石總體上沿華夏古陸和滇黔古陸邊緣分布，比如后棘江夏魚和九江江夏魚分別出現(xiàn)在湖北武漢和江西九江地區(qū)，兩兄弟直線距離甚至不到200公里，這表明我國以長(zhǎng)江流域?yàn)橹鞯膹V大地區(qū)在那時(shí)曾是一片廣闊的海洋——揚(yáng)子海。
那么，為什么戎氏江夏魚突然又出現(xiàn)在了4000公里之外的塔里木盆地呢？這使得研究團(tuán)隊(duì)對(duì)華南和塔里木兩大板塊之間的關(guān)系有了進(jìn)一步的思考。
4.38億年前
兩大板塊已發(fā)生生物交流
華北、華南和塔里木三大板塊構(gòu)成了古中國大陸的主體。
盔甲魚類支序生物地理學(xué)研究表明，華南和塔里木板塊上，均分布有5個(gè)不同的盔甲魚類支系，分別是修水魚科、漢陽魚科、大庸魚科、曙魚科和古木魚科，這說明兩個(gè)板塊的盔甲魚類并不是各自獨(dú)立演化，它們之間沒有形成生物地理隔離，而是至少發(fā)生了5次生物群擴(kuò)散事件。
江夏魚原本是華南板塊所特有的盔甲魚類化石，它在塔里木地區(qū)首次被發(fā)現(xiàn)，充分說明早在4.38億年前，兩大板塊之間的生物交流事件就已經(jīng)發(fā)生。
從上述兩地魚群的性質(zhì)、組合特征來看，塔里木板塊與華南板塊魚群的種類基本上是一致的，因此，塔里木板塊與華南板塊在志留紀(jì)應(yīng)歸屬于同一個(gè)古動(dòng)物地理區(qū)，兩大板塊很可能共處同一溫暖、富含有機(jī)質(zhì)的古海盆環(huán)境。
而聯(lián)合板塊解體的主要原因，可能是由于羌塘、昌都陸塊從南向北帶著巨大的能量沖擊，從而撞開了聯(lián)合板塊。聯(lián)合板塊解體之后，塔里木板塊開始按著順時(shí)針的方向緩慢地向西北方向漂移，到達(dá)現(xiàn)在的位置。
正是由于板塊漂移，使得本來生活在同一片海域的江夏魚三兄弟，如今相隔千里。
江夏魚三兄弟的發(fā)現(xiàn)，表明了新疆志留紀(jì)早期盔甲魚類的多樣性，有助于我們認(rèn)識(shí)其輻射演化、遷移擴(kuò)散的過程和古地理分布格局，同時(shí)，這一發(fā)現(xiàn)也讓板塊漂移的真相逐漸清晰。
（綜合南方都市報(bào)、央視網(wǎng)、中科院、中國新聞網(wǎng)、中國科普、中國科學(xué)報(bào)）
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（原載《海峽都市報(bào)》2023年11月7日）
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