科学家帮4.38亿年前江夏鱼找到“亲兄弟”

 

近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（以下简称古脊椎所）研究员盖志琨团队在塔里木盆地发现了志留纪真盔甲鱼类——戎氏江夏鱼，这是该团队继2018年在塔里木盆地首次发现最古老的多鳃鱼类以来，又在该地区首次发现了最古老的真盔甲鱼类。

这一发现不仅丰富了对新疆志留纪早期盔甲鱼类多样性的认识，且进一步证明了塔里木盆地在4.38亿年前曾经跟我国华南板块距离很近，并可能组成塔里木-华南联合板块。相关成果发表于国际学术期刊《古地理、古气候、古生态》。

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戎氏江夏鱼生态复原图。杨定华绘

江夏鱼“三兄弟”

盔甲鱼类是我国和越南北部地区特有的一种已经灭绝的无颌类。此次研究团队新发现的戎氏江夏鱼，属于盔甲鱼亚纲真盔甲鱼目曙鱼科江夏鱼属。目前，江夏鱼属包括了三个种：后棘江夏鱼、九江江夏鱼和戎氏江夏鱼。

2021年，中国地质大学（武汉）在武汉志留纪地层中首次发现了江夏鱼化石，并把它命名为后棘江夏鱼；2023年5月，盖志琨团队在江西九江武宁地区志留系下红层清水组中又发现了江夏鱼一新种，并把它命名为九江江夏鱼。令人惊奇的是，这对失散了4.38亿年的古鱼“亲兄弟”的发现地竟相距不到200公里，而此次研究团队又在4000公里之外的塔里木盆地发现了江夏鱼第三位兄弟——戎氏江夏鱼。

盖志琨介绍，江夏鱼三兄弟有一个共同的特征，就是中背孔前端不闭合，使得头甲吻部看起来好像裂开了一样，即“裂吻”。 而此次发现的新种戎氏江夏鱼与后棘江夏鱼、九江江夏鱼显著不同的是，其头甲边缘及其中背孔内缘密布尖锐的锯齿状小刺。

他解释，这些结构类似于早期有颌类的咽齿旋以及一些花鳞鱼咽部的指向前方的齿状结构，它的基本作用是水流流过时，能过滤阻挡体外寄生虫。

另外，戎氏江夏鱼在头甲大小和头甲纹饰上也与后棘江夏鱼和九江江夏鱼显著不同， 因此代表了江夏属的第三个种。

早在1988年以来，古脊椎所就在塔里木盆地先后发现了大量软骨鱼类和盔甲鱼类化石，但是盔甲鱼类化石主要以基干盔甲鱼类为主，而在华南地区广布且多样性较高的真盔甲鱼类则从未在该地区发现。

2018年开始，盖志琨带队重启了对新疆塔里木盆地志留纪海相红层的研究，完成了两次大规模的野外调查，采获大量完整的盔甲鱼类化石。戎氏江夏鱼是真盔甲鱼类在塔里木盆地的首次发现，它也将真盔甲鱼类的古地理分布从华南板块扩大至塔里木板块。

板块漂移致“亲兄弟”天渊之隔

盔甲鱼类是一类主要生活在靠近古陆边缘的泻湖、三角洲、滨海至浅海等环境的鱼类，主要营底栖滤食性生活。它们的游泳能力比较弱，辽阔的陆地和宽广的海洋都会成为它们扩散、迁移的障碍，因此盔甲鱼类具有强烈的土著性色彩，它们的分布可以被用来划分古生物地理区域。

从现有的化石记录来看，在4.38亿年前的志留纪早期，我国盔甲鱼类化石总体上沿华夏古陆和滇黔古陆边缘分布，比如后棘江夏鱼和九江江夏鱼分别出现在湖北武汉和江西九江地区，两兄弟直线距离甚至不到200公里，这表明我国以长江流域为主的广大地区在那时曾是一片广阔的海洋—扬子海。

可是，为何戎氏江夏鱼突然又出现在了4000公里之外的塔里木盆地？这也促使研究团队对华南和塔里木两大板块之间的关系有了进一步的思考。

在志留纪，华北、华南和塔里木三大板块构成了古中国大陆的主体。盖志琨说，长期以来，国内外地质学家一直认为，塔里木板块与华北板块或中朝板块关系密切，在加里东运动作用下，进而导致华北板块与塔里木板块相碰撞，完全拼接成为北方大陆。“然而，这一古地理格局很难解释盔甲鱼类这一具有强烈地域性色彩的类群在华南和塔里木两大板块上的分布。”

“生物地理学研究表明，华南和塔里木板块上都分布有5个不同的盔甲鱼类支系，这说明两个板块的盔甲鱼类并不是各自独立演化，它们之间没有形成生物地理隔离，而是发生了至少5次生物群扩散事件。”盖志琨表示，江夏鱼原本是华南所特有的盔甲鱼类化石,它在塔里木地区首次发现，充分说明早在4.38亿年前，两大板块之间的生物交流事件就已经发生。

从两地鱼群的性质、组合特征来看，塔里木板块与华南板块鱼群的内容基本上是一致的，因此，该研究认为，塔里木板块与华南板块在志留纪应归属于同一个古动物地理区，它们很可能共处同一温暖、富含有机质的古海盆环境。戎氏江夏鱼在新疆塔里木盆地的首次发现，进一步支持了塔里木—华南联合板块的存在。

至于此后塔里木板块从联合板块脱离，盖志琨解释，可能是由于羌塘、昌都陆块从南向北带着巨大的能量冲过来，从而将其撞开。联合板块解体之后，塔里木板块开始按着顺时针的方向缓慢地向西北方向漂移，大约在晚二叠世时才到达现在的位置。“正是由于板块漂移，使得本来生活在同一片海域的江夏鱼三兄弟如今相隔千里。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2023.111774