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操控水流的高手! 我科学家发现四亿多年前最古老三尖鱼类

来源:科技日报2021-08-03 09:03

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  8月2日,记者从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所获悉,该所研究人员在云南曲靖发现4.19亿年前最古老的三尖鱼类。该鱼发现于大约4.19亿年前的早泥盆世洛霍考夫期西山村组,被命名为刘氏镰角鱼,是盔甲鱼类三尖鱼科一个新属种,也是目前已知的最古老的三尖鱼科成员。相关研究成果在线发表于国际学术期刊《历史生物学》杂志。

  刘氏镰角鱼属名指示其角与内角组合呈成镰刀状,种名则献给了化石的发现者,也是研究盔甲鱼类的第一人——刘玉海先生。

  “它的发现丰富了三尖鱼科的形态特征,为探讨盔甲鱼类在早泥盆世洛霍考夫期的适应辐射提供了关键的材料,同时对于研究三尖鱼科的起源、多样性和古地理分布,以及探讨盔甲鱼类角和吻突的形态功能也具有重要意义。”论文通讯作者、中科院古脊椎所副研究员盖志琨介绍。

  镰角鱼在大的分类上属于无颌类盔甲鱼亚纲,目前仅有一块比较完整的化石,是刘玉海先生上世纪80年代在有“古鱼王国”之称的曲靖开展野外考察时发现的。盔甲鱼类是一类已灭绝的“戴盔披甲”的甲胄鱼类,目前仅发现于中国和越南北部的志留—泥盆纪地层,具有浓厚的土著色彩。盖志琨说,作为有颌类干群的一支,对盔甲鱼类的研究能帮助我们了解有颌类关键的特征的演化。

  三尖鱼科隶属于盔甲鱼亚纲真盔甲鱼目,最初发现于广西象州县大乐镇,因模式种大眼三尖鱼具有一个尖状吻突与一对侧向延伸的尖角而得名。

  盖志琨强调,三尖鱼科是真盔甲鱼目中比较特化的类群,对我们了解早泥盆世盔甲鱼类的辐射演化与生态多样性具有非常重要的意义。

  系统发育分析结果表明,镰角鱼、翼角鱼、三尖鱼共同组成一个单系——三尖鱼科。镰角鱼明显的吻角,以及角和内角组合呈现的镰刀状,均可作为三尖鱼科重要的鉴别特征。

  传统的形态学分析认为盔甲鱼类是游泳能力不强的底栖鱼类,因此对吻突和角的形态功能也存在众多争议。

  对于这些形态各异的头甲突起的功能,不同的古生物学家有着不同的解释,如维持鱼体的平衡、捕食的辅助工具类似在海底搅动食物的铲子、特殊的感觉器官、类似船锚的固定作用,以及增大身体尺寸威慑捕食者等,不一而足。

  基于盔甲鱼类的水动力学分析表明,头甲侧向延伸的翼角,可能在水流流过的时候,会增加它们在水中的升力,类似飞机机翼在起飞时的地面效应。这种升力对于披着厚厚的铠甲,而又缺少偶鳍的甲胄鱼类来说是至关重要的,它能够很好地克服自身的重力,实现更高效的巡游。

  盖志琨表示,这表明一些盔甲鱼类可能像骨甲鱼类一样,是主动的游泳者,虽然没有偶鳍,但它们可以采取更多样的运动策略,来很好的操纵头甲周围的水流,实现更高的机动性和灵活性。(陆成宽)

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