接吻鱼

4亿年前海底最长的矛长矛大窗鱼

发布时间:2024/3/20 13:11:20   
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长矛大窗鱼生态复原图。杨定华绘

■分类位置:盔甲鱼亚纲-华南鱼目-华南鱼科-大窗鱼亚科-大窗鱼属

■化石产地:云南省文山市南郊古木镇纸厂附近

■层位与时代:坡松冲组,早泥盆世布拉格期

■命名人与命名年代:王俊卿、盖志琨、朱敏,年

生物的进化,是自然的选择,也是自我的选择。从海洋到登陆、从爬行到直立,人类成为地球霸主的进化之路走过了数亿年。同样的故事,也发生在四亿年前的一条小鱼身上。

年的一天,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员王俊卿收到了老朋友——来自中国科学院植物研究所耿宝印教授的一份宝贵的礼物,几件保存完好的盔甲鱼标本。这种盔甲鱼的外形出乎所有人的意料,它的吻突前所未有的长,其长度超过了头甲长的2倍。由于其拥有长矛型的超长吻突以及在头甲的鳃区背面有一对大的背窗,王俊卿研究员将其归入了年由潘江建立的大窗鱼属,并命名为长矛大窗鱼。“窗”是盔甲鱼头甲的鳃区背面的一对开孔。关于背窗的功能,学界有着诸多猜测,但至今尚未有明确定论,更多详尽的描述在本报年12月5日的珠江源晚刊“一周一鱼”栏目就做过介绍,这里不再赘述。

长矛大窗鱼具有一个中等大小的头甲,状似古代武士的头盔,如果不把吻突和角考虑在内,头甲近似为等边三角形。头甲的前端(吻缘)向前延伸形成一个长矛状的细长突起,称为吻突,其长度至少为头甲长的2倍。头甲的尾部有一对侧向延伸(略向后方倾斜)的细长突起,称为角,角的长度大约为吻突的一半,同时在角的内侧发育有一对短小内角。长矛大窗鱼的头甲背侧保存了诸多开孔:其眶孔较小,位于背位且靠近头甲的侧缘;有一个大的中背孔,其后缘稍向前凹,整体呈桃形;松果孔较小,位于眶孔后缘连线和背窗之间;最大的两个开孔就是位于头甲鳃区北面的背窗,其大小和形状都与蚕豆相近。在两个背窗之间是脑腔和迷走腔的区域,这个区域相对较宽。长矛大窗鱼的侧线系统不甚发育,只能观察到前眶上管、后眶上管和背联络管,侧背管和侧横管不发育。鳃囊有6对到7对。头甲背面布满了粒状瘤点纹饰。长矛大窗鱼的正形标本与年发现的长角大窗鱼新化石材料在产出地点与层位上相同,但是二者在吻突长度、眶孔位置、背窗间距、角末端形态以及侧线系统几个方面存在显著差异,因此长矛大窗鱼被确定为与长角大窗鱼同属的一个新种。笔者通过整理与比较,仅考虑吻突与头甲之间的比例,不考虑绝对大小(盔甲鱼中最大的憨鱼与最小的曙鱼体型相差13倍),长矛大窗鱼是目前为止拥有最长吻突的盔甲鱼。

长矛大窗鱼解释性素描。李荣山绘

盔甲鱼的吻突是一个重要但又神秘的部位,但并不是所有盔甲鱼都具有吻突,只有部分类群,例如华南鱼目、多鳃鱼目的古木鱼科、真盔甲鱼目的三尖鱼科等存在吻突。盔甲鱼的吻突最早出现在多鳃鱼目中的锯齿宽腹鱼的鱼体上,锯齿宽腹鱼化石材料发现于志留纪兰多维列世下红层,是最早的一批盔甲鱼,同时也是多鳃鱼目的原始类群。由于吻突在盔甲鱼的三个目中均有出现,所以科学家们一致认为吻突的出现是平行演化的结果。除此之外,吻突的形状在不同类群中也大不相同,例如,华南鱼目的三岔鱼、三歧鱼和鸭吻鱼的吻突前端扩大,像一把铲子,而我们今天所分享的长矛大窗鱼的吻突细长尖锐,像一柄长矛。在鸭吻鱼和乌蒙山鱼的吻突上,还有很多狼牙棒状的小刺。

长矛大窗鱼化石照片1(组图)。盖志琨摄

长矛大窗鱼化石照片2(组图)。盖志琨摄

关于吻突功能,目前尚未有定论。科学家们都提出了自己的观点:潘江和王士涛认为盔甲鱼的吻突与角一起增强了鱼体的浮力和平衡性。同时,蘑菇状的吻突具有易于取食的功能,作用类似于铲子用于铲土;法国著名古生物学家让维埃认为吻突的存在可能是为了增大鱼体的尺寸,能够起到恐吓捕食者的作用;盖志琨认为盔甲鱼可能存在一种更为积极的取食行为,例如可能利用细长的吻突像铲子一样以较快的速度在海底搅动海水,从而能比其他盔甲鱼更高效地滤食食物。另外,一些华南鱼类的吻突上还有一些瘤状物或刺状物,如乌蒙山鱼的吻突上布满了瘤状颗粒,耿氏鸭吻鱼的吻突上排满小刺,这些小刺或瘤状颗粒可能具有感知功能。

除此之外,盔甲鱼吻突的不同形态可能与其所处不同生态位有关。盖志琨通过对盔甲鱼不同形态特征的分析,总结出盔甲鱼的三种主要生态位:半埋藏、表层底栖和上底栖。对于大多数没有发育吻突的盔甲鱼,它们的生活方式主要为表层底栖。对于像宽腹鱼和南宁鱼这样具有棍状吻突且兼具宽边头甲的盔甲鱼,它们的生活方式主要为半埋藏,这样的生活方式为其提供了更安全的生存环境,可以比表层底栖的盔甲鱼更好地躲避天敌。对于这类盔甲鱼,它们的吻突既可以作为挖掘泥沙的工具,也可以像鼻子一样,在淤泥或泥土中作为潜在食物的探测器。对于像剑裂甲鱼、长矛大窗鱼这样具有适合游泳的头甲形状的盔甲鱼,它们的生存方式主要为上底栖。例如剑裂甲鱼,拥有流线型的身体;例如长矛大窗鱼,拥有辅助游泳和平衡的吻突、角组合。这使得它们获得了更强的机动性和游泳能力,进而使它们占据了一个未被开发的生态位——上底栖。这也解释了盔甲鱼特别是华南鱼在早泥盆世布拉格期所经历的快速辐射演化。对于这类盔甲鱼,它们的吻突可能具有类似刮刀的功能,以相对较快的速度搅动底部海水,同时眼睛捕捉搅拌的可消化物质,以便腹部的口可以比底栖生物更有效地泵送和过滤这些物质。

《礼记·大学》曰:“苟日新,日日新,又日新。”盔甲鱼正是如此不断地演化适应环境,才有了早泥盆世如此繁盛的群体。这句话不仅适用于四亿年前的那群小鱼,还适用于我们人类。

昝朝耀盖志琨



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