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用“肺”呼吸的鱼 胃口偏“软”


发布日期:2022-05-18 19:54   来源:未知   阅读:

  提起鱼,人们的第一印象是它们生活在水中,用鳃呼吸。但是有一类非常特殊的鱼,它们不仅能用鳃呼吸,还能通过类似于肺的鱼鳔直接呼吸空气,因而得名“肺鱼”。

  肺鱼起源于4.2亿年前的早泥盆世早期,随后快速分化,其多样性在晚泥盆世达到了顶峰。但在泥盆纪以后,肺鱼的多样性和演化速率逐渐降低,现在仅剩下三个属:非洲肺鱼、南美肺鱼和澳洲肺鱼。

  不过,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士团队最近有了一项新发现,他们在“古鱼王国”云南曲靖的会泽县发现一件肺鱼新属种化石,距今约3.9亿年,命名为“会泽滇双翼鱼”。

  会泽滇双翼鱼是我国迄今发现的第9种泥盆纪肺鱼,同时也是曲靖“古鱼王国”的又一新成员。这项古生物研究的重要成果,近日在国际学术期刊《系统古生物学》在线发表。

  因为一系列重要鱼类化石的发现,云南曲靖被称之为“古鱼王国”。产自云南曲靖早泥盆世的奇异鱼被认为是最原始的肺鱼;而杨氏鱼与包括奇异鱼在内的所有肺鱼构成“姊妹群”。两者的发现为研究肺鱼类的起源与早期演化提供了关键证据。

  20世纪80年代,中国科学院院士张弥曼对奇异鱼和杨氏鱼的研究也改变了肉鳍鱼类的传统分类体系,在国际上引发了关于肉鳍鱼类系统发育关系的激烈争论。

  “肺鱼也是一种重要的‘活化石’,其化石记录在整个地史时期都有较好的保存,肺鱼身体结构的变化连续地展现出它们从海洋到陆地淡水环境的适应过程。因此,肺鱼的研究也有相当重要的地层学意义。”朱敏说。

  如今,会泽滇双翼鱼的发现,则让“古鱼王国”的肺鱼演化链条得以进一步延伸。

  论文第一作者、中科院古脊椎所博士生罗彦超解释说,同其他鱼类相比,肺鱼与包括我们人类在内的四足动物有着更近的亲缘关系,二者构成“姊妹群”。早在早泥盆世,我们的祖先便与这个亲戚“分道扬镳”了。约3.6亿年前,四足动物演化出肺并征服陆地,而肺鱼则继续生活在水中,以另一种方式摆脱了水的束缚。

  “凭借能够直接在空气中呼吸的特殊技能,肺鱼可以摆脱水的束缚,在旱季时钻入泥土,将自己包裹在分泌物形成的茧中存活数月甚至更长的时间,待雨季来临时再回到水中畅游。”罗彦超说。

  新发现的会泽滇双翼鱼的属名“滇双翼鱼”,取自云南省的古称“滇”与肺鱼类常用属名后缀“双翼鱼”,种名则用化石的发现地——会泽命名。会泽滇双翼鱼的正型标本为一件头部标本,保存有近乎完整的颅顶甲、齿板、犁骨、副蝶骨与部分脑颅。

  研究人员借助高精度CT设备与三维复原技术,建立了化石标本的内部感觉管系统与骨片结构的三维模型,并进行了详细的形态学研究与系统学分析。

  “肺鱼的齿板是由内翼骨与前关节骨特化形成的,是肺鱼的标志性结构,在肺鱼的分类学和系统学研究中具有重要作用。”罗彦超说。

  2006年,古生物研究国际同行曾根据肺鱼齿板牙齿以及齿质是否存在重吸收作用将齿板分为4类,而会泽滇双翼鱼的齿板与这4种已发现的类型均不同,代表了一种全新的齿板类型。

  “这种特殊的构造,使得其上下颌只能进行较松散的咬合,因此,会泽滇双翼鱼可能无法像其他肺鱼那样取食质地坚硬的带壳食物。”罗彦超说,会泽滇双翼鱼可能采用吸食等方式取食水生软体动物甚至其他的鱼类,胃口偏“软”。

  一般来说,为了消除齿板研磨猎物造成的损耗,肺鱼拥有一套独特的将旧齿“回收利用”的机制:随着肺鱼的生长,齿板上的旧齿因重吸收作用和磨损而消逝,而新齿则在齿板边缘生长出来。

  朱敏说,此次研究不仅填补了会泽地区泥盆纪鱼类化石记录的空白,这一肺鱼新属种的发现也为厘清早期肺鱼系统发育关系提供了新的材料,为认识泥盆纪肉鳍鱼类的早期演化与辐射“打开了一扇新的窗户”。