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俊卿清水鱼:4.38亿年前的海洋“萌主”

2022年04月06日 10:53:33 来源:曲靖日报

山显任

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图1 俊卿清水鱼标本(上)及其结构复原图(下)。

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图2 俊卿清水鱼(左)和安吉鱼(右)生态复原图。(杨定华绘)

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图3 化石层序律示意图。

■分类位置:盔甲鱼亚纲—真盔甲鱼目—曙鱼科—清水鱼属

■化石产地:江西省武宁县澧溪镇

■层位与时代:清水组,志留纪兰多维列世特列奇早期(距今约4.38亿年)

■命名人与命名时间:山显任、盖志琨、林翔鸿、陈阳、朱敏、赵文金,2022年

前不久,俊卿清水鱼(图1)发现于江西武宁地区4.38亿年前的清水组中。这是真盔甲鱼类在赣西北地区下红层中的首次发现,代表了迄今为止最古老、最原始的真盔甲鱼类化石记录。属名指示了该鱼化石发现于江西志留纪下红层清水组;种名则献给中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的古鱼类学家王俊卿先生,以表示对他为我国古生代古鱼类研究所做出的重要贡献的敬意。俊卿清水鱼生态复原图的样子非常滑稽(图2),最近,这条古鱼因类似“呆萌”的表情包而被网友们津津乐道。

科学与艺术的碰撞

“萌主”是怎么画出来的?鱼类化石的保存通常是不完整的,所以研究者首先要通过观察和测量,准确真实地描绘出化石所呈现的全部骨骼,在这个过程中,研究者可能会对其中因保存而招致变形的一些特征进行形态修正。之后,研究者要通过特征对称、比例计算等方法补全古鱼化石的完整骨骼,对于缺失的特征,可能还要参考与之亲缘关系较近的物种,以求最大限度地还原其骨骼形态。经过上述这些工作,研究者就能精准地勾勒出古鱼的头甲大小、身体轮廓和“五官”位置。根据研究者提供的古鱼草图,古生物复原师就能进行“艺术创作”,给古鱼“化妆”;至于清水鱼的颜色以及略显夸张的“眼神”,则完全是来自复原师天马行空的可爱想象,因为研究者目前还无法从化石中获取相关信息。最后,对古鱼生活环境的复原也有一定的科学依据。清水鱼化石的发现层位清水组是一套紫红色泥岩砂岩为主的碎屑岩,其发育有多层的波痕构造,表示清水鱼生活在靠近海岸的浅滩里,因此,在其生态复原图中,阳光穿过水面,温柔地折射在古鱼的身体上。

可见,一幅古生物生态复原图的诞生是科学与艺术紧密结合的结果。复原师画古生物生态复原图并不是为了“哗众取宠”,而是要把那些枯燥、专业、大众无法直接领会的学术研究对象和研究成果,尽量直观、真实地呈现出来。需要强调的是,虽然古生物复原的创作过程和呈现结果是艺术性的,但这种艺术性必须要给科学性让位。

“萌主”背后的秘密

对于古生物化石的研究当然不只是把它复原出来这么简单,更重要的是要挖掘其形态特征背后隐含的科学意义。清水鱼是真盔甲鱼目曙鱼科大家庭中的一员,它的其他几个“兄弟姐妹”还包括志留纪时期生活在浙西北地区的曙鱼和煤山鱼、生活在湖北武汉地区的江夏鱼。清水鱼的头甲纹饰由均匀分布的粗大瘤状突起组成,明显区别于曙鱼和煤山鱼;相比于江夏鱼,清水鱼具有闭合的吻缘以及更长的角和内角,且中背脊末端较为圆钝。

曙鱼是脊椎动物演化史上的关键一环,其独特的脑颅结构提供了无颌类鼻垂体复合体在颌起源之前分裂的关键证据,在生命演化史上,它被认为是跟提克塔利克鱼、始祖鸟、弗洛勒斯人等一样重要。然而,其确切层位及地质时代至今仍存在争议。曙鱼产自浙西北地区志留纪的浅水海相红层之中。尽管对于浙西北地区这套海相红层的研究早在二十世纪三十年代就已经开始, 但由于该组中缺少标准化石及可靠的放射性同位素测年数据, 其确切的地质时代以及区域地层对比的问题困扰了志留纪地层古生物学者很多年,至今仍无定论。清水鱼产自距今4.38亿年的清水组中,与清水鱼共生的鱼类化石包括安吉鱼(图2)以及一些基干盔甲鱼类,该鱼类组合跟浙江地区的鱼类组合完全一致,反映了相同的生物演化阶段,根据化石层序律,研究者就能够将两地的含鱼层进行对比,认为他们生存的地质时代大致相当。据此可以推断,曙鱼的生存时代大致为4.38亿年前的志留纪兰多维列世特列奇早期。因此,清水鱼的出现为曙鱼时代的确认提供了关键化石证据。

化石层序律

化石层序律也称生物群层序律或生物层序律,最早由英国地质学家威廉·史密斯提出。史密斯认为,相同岩层总是以同一叠覆顺序排列着,并且每个连续出露的岩层都含有其本身特有的化石,利用这些化石可以把不同时期的岩层区分开。通俗地讲,就是“不同时代的地层中具有不同的古生物化石组合,相同时代的地层中具有相同或相似的古生物化石组合”(图3)。利用这条规律,就可以根据所含化石的面貌判断岩石的年代。化石层序律是地质学中的一条普遍法则,是生物地层划分、对比的理论依据,它的伟大之处在于其“显而易见”。

[ 编辑: 张译文 ]
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