4.1亿年前水中掠食者 揭示肉鳍鱼类早期演化格局

发布时间: 2016-06-21 14:14:17  |  来源: 中国发展门户网  |  作者: 辛闻  |  责任编辑: 王虔
关键词: 箐门齿鱼,中国科学院,水中掠食者,肉鳍鱼,化石

化石显示,爪齿鱼类具有强壮的肩部,头骨各部分可以扩张,方便制服和吞咽大的动物。它们标志性的巨大尖牙成两簇轮状并排在下颌前端,称为“齿旋”,口闭合时收入口腔顶部刀鞘般深深的窝中。这种可怕的牙齿能够像鱼叉一样刺入猎物躯体,使其无法逃脱。在一条约60cm长的爪齿鱼体内,竟发现了一条长达30cm的盾皮鱼残躯。一切证据都指向一种凶残、高效,适应于伏击捕食大型猎物的水中“杀手”。

除了可怕的捕食结构,研究者还有其他充足理由对这些神秘的“杀手”保持高度关注。爪齿鱼类身上混合了肉鳍鱼干群特征、现代肉鳍鱼类典型特征和其自身演化出的独有特征,理清楚这团特征的“乱麻”,对于确定爪齿鱼类的分类地位,追溯现代肉鳍鱼类的早期演化历程具有重要的意义。

通常,鱼类脑颅复杂精细的结构能够提供最大量的形态信息,帮助理清楚这团“乱麻”。然而,澳大利亚发现的爪齿鱼虽然相当完整,但重要的脑颅部分却没有保存下来,由于这部分信息的缺失,对爪齿鱼类的研究陷入了难为无米之炊的处境。

来自我国云南的化石发现为解决上述问题提供了新的契机。早泥盆世的滇东是肉鳍鱼乃至整个硬骨鱼类的演化“摇篮”,在这里发现了原始硬骨鱼类几乎所有大类群目前已知的最早期代表,其中包括了目前最古老的爪齿鱼类于氏箐门齿鱼(Qingmenodus yui)。

目前只发现了箐门齿鱼的头部骨骼。4.1亿年前当它活着时候,全长大概有15cm,齿旋等爪齿鱼类的标志特征表明它虽然躯体较小,但也是一种凶猛的掠食者。更令人兴奋的是,它保存了脑腔、内耳、神经和血管通路等一整套在澳大利亚的爪齿鱼类化石中缺失的重要脑颅形态信息,这就为研究爪齿鱼类乃至整个肉鳍鱼类早期演化历史补上了重要的一个证据。

高精度CT断层扫描和数字化三维重建技术使得对箐门齿鱼脑颅结构的详细研究成为可能。这些新技术使研究者得以发现一些前所未见的、深藏在化石内部的精细结构。在箐门齿鱼的吻部有着一系列骨质的分枝小管,这种构造过去只在肺鱼类中发现过,很可能与某种特殊的感觉器官有关,这也许是爪齿鱼类得以成为高效水中杀手的另一秘笈。

更出人意料的结果是,箐门齿鱼的内耳和脑腔构造竟和空棘鱼类有很多相似之处。这些新证据表明,爪齿鱼类和空棘鱼类有很密切的亲缘关系。可以说,空棘鱼类刚刚出现不久的时候,有一个支系就分了出去,向着高度适应掠食生活的方向发展,从而演化成了爪齿鱼类。

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