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4.1亿年前盔甲鱼类玉海翼角鱼化石( 二 )

生物考古 化石 七鳃鳗


2019年 ， 本科生孟馨媛经过中国海洋大学推免 ， 到中国科学院古脊椎动物与古人类研究所攻读硕士学位 ， 在盖志琨研究员指导下 ， 开展中国盔甲鱼类的研究 ， 硕士论文题目正是“云南曲靖早泥盆世真盔甲鱼类形态学与系统学研究” ， 研究对象就包括其中16件玉海翼角鱼的新标本 。这16件玉海翼角鱼的新标本正是研究团队自2018年以来多次对云南曲靖徐家冲村徐家冲组实地考察所得 ， 保存了许多新的形态学信息 ， 如角与内角之间的头甲边缘呈锯齿状、具中横联络管的残迹、葫芦形的口鳃窗、六对鳃囊等 。 经过长达4年的室内研究 ， 玉海翼角鱼的研究成果 ， 终于得以在具有百年历史的国际学术期刊《解剖学记录》上发表 。 就这样从张弥曼院士到朱敏院士 ， 从朱敏院士到盖志琨研究员 ，从盖志琨研究员到孟馨媛 ， 经过长达30年四代师生的接力研究 ，终于使玉海翼角鱼的全貌完整的呈现在世人面前 。 如今孟馨媛也顺利硕士毕业 ， 到布里斯托大学攻读博士学位 ， 继续从事中国盔甲鱼类的研究 。
进一步揭示盔甲鱼类系统发育关系的钥匙
玉海翼角鱼以长吻突和侧向伸展的角、发育的内角、纵长裂隙形的中背孔、真盔甲鱼型的侧线系统、具三对侧横管、细小粒状突起的纹饰为主要特征 ， 这在真盔甲鱼目中是一个非常独特的存在 。 除了翼角鱼之外 ， 1986年刘时藩先生报道了产自广西象州大乐郁江组的大眼三尖鱼 ， 翼角鱼与三尖鱼十分相似 ， 最初一起被归入真盔甲鱼科 。 然而 ， 这种分类方式大大扩大了以真盔甲鱼属为模型建立的真盔甲鱼科的形态空间范围 ， 因此 ， 这两个属后来被移出真盔甲鱼科 ， 归入三尖鱼科 ， 以保持的真盔甲鱼科的原始定义 。 近期云南曲靖地区西山村组中报道的三尖鱼科成员刘氏镰角鱼和西屯组中报道的真盔甲鱼科成员硕大西屯鱼的发现也支持了这种分类方法（图5） 。 对盔甲鱼类新的系统发育分析结果表明 ， 翼角鱼属、三尖鱼属与镰角鱼属的亲缘关系更近 ， 它们构成一个单系类群——三尖鱼科；而真盔甲鱼属、西屯鱼属和盾鱼属则构成另一个单系类群——真盔甲鱼科 ， 分别占据了不同的形态空间 ， 定义前者的共近裔性状为吻突以及角和内角组合呈镰刀状 ， 而定义后者的共近裔性状为内角缺失 。
一直以来 ， 大部分盔甲鱼被认为是营底栖性的鱼类 ， 生活于具泥沙质基底的海底环境中 。 而华南鱼目的吻突和各式各样的角则可能指示盔甲鱼类可能像一些骨甲鱼类一样 ， 具有自主游泳的能力 ， 为它们提供了占据更广阔生态位的机会 。 目前对盔甲鱼类和骨甲鱼类的系统发育分析包含了许多与流体力学特性相关的趋同性特征 ， 如角、吻突、头甲边缘的锯齿等 。 对盔甲鱼类和骨甲鱼类的流体力学模拟实验的研究结果显示 ， 这些特征很可能是由于相似的生活方式而导致的趋同演化 。 若去除这些特征 ， 很可能会对现有的早期脊椎动物系统发育关系的相关认识产生新的见解 。
揭示七鳃鳗、骨甲鱼类背主动脉和食道向右漂移的不对称之谜
鱼类血液循环路线为单循环 。 从心室压出的缺氧血 ， 经鳃部交换气体后 ， 在身体背侧、脊柱下方汇合成背主动脉 ， 将多氧血运送至身体各个器官组织中去; 离开器官组织的缺氧血最终返回至心脏的静脉窦内 ， 然后再开始重复新一轮血液循环 。 背主动脉是脊椎动物出现的第一个有功能的胚胎内血管 ， 在躯干中作为两条独立的双侧血管出现 ， 并经历了从侧位到中线的横向易位 ， 最终在中线融合成一条大血管 。 因此 ， 背主动脉的演化是我们理解控制体内较大血管建立和重塑机制的一个非常理想的模型 。 但在在无颌类七鳃鳗幼体和一些骨甲鱼类中却存在一个比较奇特的现象 ， 即它们的背主动脉不成对 ， 而且不对称 ， 即它并不完全沿着身体中线延伸 ， 会在鳃区的后面有一个明显的向右漂移现象 。 目前 ， 这一现象仅发现于七鳃鳗的幼体和骨甲鱼类中 ， 曾经被作为支持现生七鳃鳗和骨甲鱼类亲缘关系密切的证据之一 ， 即七鳃鳗是由骨甲鱼类外骨骼退化后演化而来的后裔 。 分支系统学的发展 ， 越来越多的证据表明 ， 七鳃鳗缺失外骨骼可能代表了脊椎动物的原始特征 ， 也就说七鳃鳗是一种更原始的无颌鱼类；而骨甲鱼类则具有更多的有颌类的进步特征 ， 比如成对胸鳍、骨细胞、上歪尾等 ，是与有颌类亲缘关系最近的姊妹群 。因此 ，七鳃鳗和骨甲鱼类背主动脉向右漂移的不对称现像 ， 可能是平行演化的结果！这种情况下 ， 系统位置位于七鳃鳗和骨甲鱼类之间的中国盔甲鱼类到底是什么情况就显得非常重要了！

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