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《自然》期刊发表中国新疆三叠纪阜康鱼重要研究成果
2017-08-31 | 编辑: | 【

  830日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐光辉研究员与来自英国和美国多家研究机构的研究人员组成的一个科研团队在英国《自然》(Nature)期刊发表了新疆三叠纪斯堪尼亚鱼目阜康鱼的最新研究成果。该科研团队运用高分辨率计算机断层扫描技术揭示出阜康鱼头骨内部的一些解剖学特征与多鳍鱼类似,并将化石鱼类的形态学数据与现生辐鳍鱼类的形态学数据及12个核基因的DNA序列数据一起融入分支分析之中,得出了一个新的反映辐鳍鱼类系统演化的进化树。根据新的进化树,研究人员对辐鳍鱼类的冠群的起源时间重新进行了分子钟估算,认为辐鳍鱼类冠群的起源时间比过去估计的时间要晚两千万至四千万年。 

  辐鳍鱼类是现生脊椎动物亚门中最为繁盛、分异度最大的类群,约占现生脊椎动物物种数量的一半。辐鳍鱼类和原始的肉鳍鱼类及四足动物(两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物)具有共同的祖先,在研究脊椎动物的早期演化和生物多样性方面具有重要意义。现生的辐鳍鱼类包括多鳍鱼、鲟鱼、雀鳝、弓鳍鱼和真骨鱼;其中,多鳍鱼被认为是最原始的代表。然而,最古老的多鳍鱼类化石过去只发现于晚白垩世早期(约1亿年前),这相对于古生代和早中生代的辐鳍鱼类化石记录而言过于年轻。长期以来,几乎所有的古生代辐鳍鱼类和一部分中生代辐鳍鱼类都被统称为古鳕类。识别和建立这些早期的辐鳍鱼类与多鳍鱼类及其它辐鳍鱼类的系统发育关系是一件非常困难事情。 

  徐光辉及其合作者在过去十年里对古鳕类斯堪尼亚鱼目进行了详细研究,在辐鳍鱼类早期演化这个难以解决的课题上获得了突破性进展。斯堪尼亚鱼目是三叠纪(约2.52–2.01亿年前)特有的原始辐鳍鱼类。除了晚三叠世的一个属种发现于瑞典海相地层外,该目其余属种均发现于劳亚大陆的陆相三叠系(包括中国北方、西伯利亚、哈萨克斯坦和北美)。因此,斯堪尼亚鱼目的生活环境主要为淡水环境。上个世纪六十年代在新疆阜康中三叠统发现的长背鳍阜康鱼代表了斯堪尼亚鱼目在中国的首次发现。近年来,在甘肃北山下三叠统发现的短尾柄北山鱼代表了斯堪尼亚鱼目最古老的属种之一。此外,在陕西米脂上三叠统发现的张崖米脂鱼则代表了斯堪尼亚鱼目在中国最晚的化石记录。在这些化石材料中,只有阜康鱼具有立体保存的头骨,便于运用高分辨率计算机断层扫描技术揭示其头骨内部的解剖学特征。得益于这一新技术的应用,研究人员发现阜康鱼的头骨具有与多鳍鱼类似的一些特征,表明斯堪尼亚鱼目可能是现代多鳍鱼类的祖先类型。 

  这项研究是古生物学、现代生物学和分子生物学的多学科交叉运用,也是高分辨率计算机断层扫描技术在辐鳍鱼化石研究中应用的一个典范,为其它辐鳍鱼类化石的研究提供了借鉴。 

  研究项目得到了国家自然科学基金的资助。化石的三维扫描在中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室高精度计算机断层扫描(CT)中心完成。  

  徐光辉和他的合作团队近年来在国际学术期刊上发表的关于斯堪尼亚鱼目研究的三篇论文链接如下: 

  Xu, G.-H. & Gao, K.-Q. 2011. Zoological Journal of the Linnean Society. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1096-3642.2010.00645.x/pdf 

  Xu, G.-H., Gao, K.-Q. & Finarelli, J. A. 2014. Journal of Vertebrate Paleontology. http://www.bioone.org/doi/10.1080/02724634.2014.837053 

  Giles, S., Xu, G.-H., Near, T. J. & Friedman, M. 2017. Nature. http://dx.doi.org/10.1038/nature23654 

图1 长背鳍阜康鱼正模标本(徐光辉供图)

图2 长背鳍阜康鱼头骨的立体保存及CT识别图(徐光辉供图)

图3 长背鳍阜康鱼生活复原图 (Andrey Atuchin根据徐光辉提供的复原底图彩绘)

    

 
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