
李柔義小頭魚生態(tài)復(fù)原圖。李柔(俞涵昕 繪)

李柔義小頭魚頭甲(A-C)與軀甲(C-D)化石的掃描電鏡照片
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)曲靖日?qǐng)?bào)(朱敏):化石是指保存在巖石中的遠(yuǎn)古生物的遺體、遺跡和死亡后分解的頭魚有機(jī)物分子。通過對(duì)化石的古魚發(fā)現(xiàn)與研究,古生物學(xué)家給我們呈現(xiàn)了一幅從生命起源到人類出現(xiàn),袖珍長(zhǎng)達(dá)30多億年的生命演化恢弘長(zhǎng)卷,嘗試解答“我們是李柔誰,我們從哪里來,義小億年我們到哪里去”的頭魚千年哲學(xué)命題。化石的古魚保存有很多限制條件,只有極少的袖珍遠(yuǎn)古生物有機(jī)會(huì)留下它們的遺體或遺跡。大個(gè)頭脊椎動(dòng)物的李柔骨頭較大,更能抵御各種物理、義小億年化學(xué)或生物的頭魚磨蝕或破壞,保存為化石的古魚概率就會(huì)高些;而一些小個(gè)頭的脊椎動(dòng)物,它們的骨骼要么仍是軟骨,要么非常纖細(xì),因此很難成為化石。即使成為化石,也不太容易被發(fā)現(xiàn)或被鑒別出來。今天的《一周一魚》要給大家介紹的就是一條難得的、體長(zhǎng)僅1厘米多的袖珍古魚。
曲靖“古魚王國(guó)”里面的魚類形形色色,最早被發(fā)現(xiàn)的是其中無頜的盔甲魚類,它們的腦袋被包裹在一整塊骨質(zhì)盾甲中,長(zhǎng)度從3厘米至30厘米不等,形狀各異,質(zhì)地厚重,因此比較容易保存和辨認(rèn);之后引起國(guó)際學(xué)術(shù)界重視的是“古魚王國(guó)”里的胴甲魚類。我們熟悉的絕大多數(shù)動(dòng)物都是有頜類,也就是長(zhǎng)有上頜和下巴的脊椎動(dòng)物,如“靑草鰱鳙”四大家魚,如鳥類,如大熊貓、金絲猴,當(dāng)然還包括我們?nèi)祟愖约骸6鄶?shù)學(xué)者認(rèn)為,胴甲魚類是最原始的有頜脊椎動(dòng)物。像無頜的盔甲魚類一樣,胴甲魚類的頭部和肩胸部也披有盾甲,但并非“鐵板一塊”,而是由許多骨片拼成,頭和軀甲之間有活動(dòng)的頸關(guān)節(jié)。胴甲魚類的胸鰭與眾不同,外面包裹著甲片,頗有些類似節(jié)肢動(dòng)物的附肢。
中國(guó)南方是胴甲魚類的起源地,最原始的胴甲魚類被稱為云南魚類,最早就發(fā)現(xiàn)在曲靖的寥廓山和翠峰山上。20世紀(jì)60年代,老一輩古魚類學(xué)家劉玉海、張國(guó)瑞先生等第一次踏足翠峰山麓的西屯村時(shí),風(fēng)化出來的這些云南魚類軀甲化石就像一個(gè)個(gè)小烏龜殼散落在田間路旁。直到今天,云南魚類化石仍然僅在中國(guó)南方和越南北方發(fā)現(xiàn)過,是地方性色彩很濃的一類魚,具有重要的古生物地理學(xué)意義。從3.9億年前中泥盆世開始,以中華魚類和真胴甲魚類為代表的一些更進(jìn)步的胴甲魚擴(kuò)散到世界其他地區(qū),迅速成為泥盆紀(jì)“魚類時(shí)代”古海洋中的常見和代表性魚類。
我們今天文章的主角,李柔義小頭魚(Minicrania lirouyii)就介于上述原始的云南魚類和進(jìn)步的中華魚類及真胴甲魚類之間,具有重要的演化意義。小頭魚化石發(fā)現(xiàn)于寥廓街道天池社區(qū)古城墻腳下的土黃色泥巖和泥質(zhì)粉砂巖中,它的頭長(zhǎng)只有2毫米多一點(diǎn),可能是頭部絕對(duì)大小最小的化石脊椎動(dòng)物之一。小頭魚的頭甲和軀甲分散保存,剛發(fā)現(xiàn)時(shí)混雜在一些大個(gè)體魚化石的骨片中間。回到實(shí)驗(yàn)室后,這些不起眼的化石在顯微鏡下被一一鑒別出來,并通過電子顯微鏡對(duì)細(xì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。加上披著鱗片的身體和尾部,小頭魚總的體長(zhǎng)也只有1厘米多,是一種非常袖珍的古魚。
1993年我前往法國(guó)自然歷史博物館開展博士后研究工作,主攻胴甲魚類的形態(tài)學(xué)與系統(tǒng)學(xué),合作導(dǎo)師是法蘭西科學(xué)院院士Philippe Janvier教授,小頭魚是我博士后研究的一個(gè)重要課題。其間,我就待在Janvier的辦公室里,每天都能與合作導(dǎo)師交流切磋。這間辦公室是20世紀(jì)30年代裴文中院士在巴黎求學(xué)時(shí)待過的辦公室,Janvier每每提起此事,我都能感受到他對(duì)中國(guó)古生物學(xué)界的友情,自己身處其中,也倍感榮幸與激勵(lì)。經(jīng)過研究,小頭魚處于胴甲魚演化的一個(gè)關(guān)鍵位置,它既不能歸入最原始胴甲魚云南魚類之中,也不屬于更進(jìn)步的中華魚類和真胴甲魚類,代表了它們之間的一個(gè)過渡環(huán)節(jié)。從整體模樣上看,小頭魚與云南魚類非常相像,眼睛背位,有一個(gè)明顯的眶前洼(preorbital depression),附肢關(guān)節(jié)簡(jiǎn)單。我們當(dāng)時(shí)最驚訝的是,小頭魚除了具有眶前洼之外,還同時(shí)具有眶前凹(preorbital recess)。眶前凹過去僅在中華魚類和胴甲魚類中間發(fā)現(xiàn),是鼻囊的居所,而眶前洼曾被認(rèn)為是眶前凹的同源結(jié)構(gòu)。眶前凹與眶前洼在同一條魚上被發(fā)現(xiàn),也就證偽了它們是同源結(jié)構(gòu)的假說。不過小頭魚的附肢關(guān)節(jié)簡(jiǎn)單,附肢很可能像云南魚類那樣并不分成遠(yuǎn)、近兩節(jié),這些都說明小頭魚還沒有演化到中華魚類和真胴甲魚類階段。
胴甲魚類的軟骨內(nèi)顱由于沒有骨化,很難保存為化石,因此這個(gè)類群的內(nèi)顱結(jié)構(gòu)一直是研究盲區(qū)。小頭魚雖然個(gè)頭小,但得益于特殊的化石保存方式,通過對(duì)它的細(xì)致觀察,我們多少能窺知一些胴甲魚類的內(nèi)顱結(jié)構(gòu)。李柔義小頭魚被正式報(bào)道之后,1999年小頭魚的另一個(gè)種和一個(gè)未定種又在越南北部靠近中越邊境的兩個(gè)地點(diǎn)被發(fā)現(xiàn),為兩個(gè)區(qū)域的泥盆紀(jì)地層對(duì)比提供了重要的古魚類學(xué)證據(jù)。
分類位置:盾皮魚綱,胴甲目模式產(chǎn)地:曲靖市麒麟?yún)^(qū)寥廓街道天池社區(qū)層位與年代:泥盆系下泥盆統(tǒng)西山村組,約4.18億年前命名人與命名時(shí)間:朱敏、Janvier,1996年