近日，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)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(yú)類(lèi)——戎氏江夏魚(yú)，這是“江夏魚(yú)三兄弟”中的“老三”。
在此之前，江夏魚(yú)已經(jīng)有了兩個(gè)“兄弟”。2021年，中國(guó)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(yú)化石，并把它命名為“后棘江夏魚(yú)”；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(yú)新種，并把它命名為“九江江夏魚(yú)”。“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(yú)的“老三”——戎氏江夏魚(yú)。
這一發(fā)現(xiàn)不僅豐富了對(duì)新疆志留紀(jì)早期盔甲魚(yú)類(lèi)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(yú)到底是種什么魚(yú)？
中國(guó)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(yú)”，生活在距今約4.35億年前，是目前已知最古老的真盔甲魚(yú)類(lèi)。這是繼“漢陽(yáng)魚(yú)”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?！盎牧系墨@取，有時(shí)候需要一點(diǎn)運(yùn)氣?！笨v瑞文帶著地質(zhì)錘，來(lái)到了上次發(fā)現(xiàn)魚(yú)碎片的地點(diǎn)。這里因施工新挖出來(lái)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(kāi)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(guó)內(nèi)古魚(yú)類(lèi)專(zhuān)家請(qǐng)教，最終確定為真盔甲魚(yú)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(yú)”。
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(yú)”的模擬圖像?！斑@種古魚(yú)類(lèi)看上去萌態(tài)可掬，因?yàn)闆](méi)有頜骨和牙齒，它們只能靠濾食生活?！?/span>
家族特征
江夏魚(yú)“三兄弟”都有“裂吻”
裂開(kāi)才有用的那種
江夏魚(yú)屬于盔甲魚(yú)類(lèi)，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(guò)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(yú)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(chēng)脊椎動(dòng)物的“第三只眼”。和其他盔甲魚(yú)一樣，江夏魚(yú)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(yú)“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(lái)好像裂開(kāi)了一樣，即“裂吻”。
中背孔是盔甲魚(yú)類(lèi)頭甲背側(cè)最前面的一個(gè)大孔，是盔甲魚(yú)類(lèi)一個(gè)主要的鑒定特征和分類(lèi)依據(jù)。
對(duì)盔甲魚(yú)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(tīng)起來(lái)像是不那么健康的樣子，但對(duì)盔甲魚(yú)類(lèi)來(lái)說(shuō)，有“裂吻”或許是件好事。
絕大多數(shù)盔甲魚(yú)類(lèi)的中背孔向頭甲背側(cè)開(kāi)口，只能吸入來(lái)自頭甲上方的水流，而“裂吻”使得盔甲魚(yú)類(lèi)的中背孔增加了一個(gè)向前和向下的開(kāi)口，在游泳的過(guò)程中，中背孔能夠同時(shí)接受來(lái)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(yú)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(yú)，與在武漢發(fā)現(xiàn)的后棘江夏魚(yú)和在江西九江發(fā)現(xiàn)的九江江夏魚(yú)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(lèi)似于早期有頜類(lèi)的咽齒旋以及一些花鱗魚(yú)咽部的指向前方的齒狀結(jié)構(gòu)，其基本作用是水流流過(guò)的時(shí)候，能夠過(guò)濾阻擋體外寄生蟲(chóng)。
另外，戎氏江夏魚(yú)在頭甲大小和頭甲紋飾上，也與后棘江夏魚(yú)和九江江夏魚(yú)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(yú)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(yú)，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(yú)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(yú)類(lèi)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(yú)類(lèi)頭甲扁平，缺少成對(duì)的偶鰭，說(shuō)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(yú)類(lèi)具有強(qiáng)烈的土著性色彩，它們的分布能夠被用來(lái)劃分古生物地理區(qū)域。
從現(xiàn)有的化石記錄來(lái)看，在4.38億年前的志留紀(jì)早期，我國(guó)盔甲魚(yú)類(lèi)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(yú)和九江江夏魚(yú)分別出現(xiàn)在湖北武漢和江西九江地區(qū)，兩兄弟直線(xiàn)距離甚至不到200公里，這表明我國(guó)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(yú)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(guó)大陸的主體。
盔甲魚(yú)類(lèi)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(yú)類(lèi)支系，分別是修水魚(yú)科、漢陽(yáng)魚(yú)科、大庸魚(yú)科、曙魚(yú)科和古木魚(yú)科，這說(shuō)明兩個(gè)板塊的盔甲魚(yú)類(lèi)并不是各自獨(dú)立演化，它們之間沒(méi)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(yú)原本是華南板塊所特有的盔甲魚(yú)類(lèi)化石，它在塔里木地區(qū)首次被發(fā)現(xiàn)，充分說(shuō)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(yú)群的性質(zhì)、組合特征來(lái)看，塔里木板塊與華南板塊魚(yú)群的種類(lèi)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(kāi)了聯(lián)合板塊。聯(lián)合板塊解體之后，塔里木板塊開(kāi)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(lái)生活在同一片海域的江夏魚(yú)三兄弟，如今相隔千里。
江夏魚(yú)三兄弟的發(fā)現(xiàn)，表明了新疆志留紀(jì)早期盔甲魚(yú)類(lèi)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(guò)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(guó)新聞網(wǎng)、中國(guó)科普、中國(guó)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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