在解说和恢复不完好或许形状奇特的两边对称动物化石时,有时会将其背腹乃至前后轴向弄倒置,整个古生物学史上都不乏这样的事例,如薄板龙(Elasmosaurus platyurus)、荒诞虫(Hallucigenia)等。近来,我国科学院古脊椎动物与古人类研讨所朱敏、朱幼安、卢静在《皇家学会敞开科学》(Royal Society Open Science)期刊上宣布了他们对一种志留纪有颌鱼类——阔背志留鱼(Silurolepis platydorsalis)的最新研讨,证明这件标本在之前的描绘中也被前后倒置了,曩昔从属胴甲鱼类的阔背志留鱼实为我国特有的志留纪全颌盾皮鱼,对追溯有颌脊椎动物的最前期演化有重要意义。
志留纪有颌鱼类的化石十分珍罕。上世纪70年代,我国学者在云南曲靖志留纪地层中发现一件长方形的较完好的鱼类躯甲化石,并命名为阔背志留鱼。2010年,依据躯甲长方形、有两块中背片等特征将志留鱼归入胴甲鱼类(antiarchs)。胴甲鱼类是盾皮鱼中的一大类,也是泥盆纪“鱼类的年代”的代表化石之一,将薄板龙化石前后倒置的爱德华·科普(Edward D. Cope)曾将胴甲鱼类躯甲化石误认为史前的海鞘,为了与现生海鞘区别而冠以“反向”(antiarch)之名,沿用至今。
近十年来,在曲靖志留纪地层中又发现了很多完好保存的前期有颌鱼类,其中长吻麒麟鱼(Qilinyu rostrata)的发现标明前期有颌鱼类形状十分多样,长方形而有多块中背片的躯甲不再仅仅胴甲鱼类的专利。这也促进研讨者从头审视志留鱼化石。经过仔细观察和进一步仔细修补,在志留鱼躯甲的“后缘”暴露了与头甲关节的结构,这就意味着,这儿其实是躯甲的前缘,标本在曩昔的研讨中被前后倒置了。据此更正的躯甲骨片款式和头颈关节的形状都证明,志留鱼化石实际上归于一种与长吻麒麟鱼亲缘联系很近的,现在只在我国志留纪地层中发现过的有颌鱼类,即全颌盾皮鱼类(maxillate placoderms),该类现在还包含闻名的初始全颌鱼(Entelognathus primordialis)。
在全颌盾皮鱼类新发现的基础上,该研讨厘清了外骨骼头颈关节在最早有颌脊椎动物中的特征演化。大多数有颌脊椎动物头和躯干之间都有程度不等的可动性,但外骨骼的头颈关节,即颅顶甲和躯甲/膜质肩带之间的关节仅见于膜质骨甲兴旺的前期有颌脊椎动物。传统大将外骨骼颈关节划分为“滑动关节”、“屈戌关节”、“反屈戌关节”等大类。该研讨初次具体解析了这些大类所包含的许多独立解剖特征,成果显现如麒麟鱼和志留鱼这样的志留纪全颌盾皮鱼类,其外骨骼头颈关节镶嵌了上述类别的不同特征,而无法归入以上任一类别,且曩昔所分的这些大类之间并不存在肯定的边界,实际上可以经过分步演化相互改动。
将这些特征置于现在盛行的前期有颌脊椎动物演化结构之中,显现外骨骼头颈关节经过了屡次平行和回转演化,这暗示跟着对其他杂乱解剖结构研讨的深化,包含头颈关节在内的特征散布或许支撑不同的最前期有颌类体系演化假说。
志留纪和早泥盆世一系列重要前期有颌脊椎动物的发现和具体研讨显现,颌的来历及有颌类最前期的演化十分杂乱,现在还没有一个理论结构可以整合一切相互冲突的依据。只要持续对更多的化石属种展开深化的比较解剖学研讨,才有或许为脊椎动物演化之树在有颌类最早阶段的切当形状供给要害的实证。
该研讨得到中科院战略性先导科技专项和国家自然科学基金委重点项目的赞助。
图1 阔背志留鱼曩昔被前后倒置地恢复为胴甲鱼类(右,线图自张国瑞等,2010),现依据新的依据将其恢复为一种全颌盾皮鱼类(左,线图及恢复图)。(杨洪宇绘)
图2 前期有颌脊椎动物外骨骼头颈关节分化图和断面图,示外骨骼头颈关节的特征演化。在现在的前期有颌脊椎动物体系演化结构下,外骨骼头颈关节的形状阅历了屡次平行和回转演化,意味着该体系演化结构有或许发生较大改动。
来历:我国科学院古脊椎动物与古人类研讨所