生物世界

科学家最新发现，距今约4.1亿年前的盔甲鱼类新属种九尾狐甲鱼，完整保存着盔甲鱼尾鳍，揭开盔甲鱼类尾巴的神秘面纱——

九尾狐甲鱼生态复原图 杨定华 绘

进化杂谈

近日，科学家在广西距今约4.1亿年前早泥盆世布拉格期的古鱼类特异埋藏化石群中，发现了一个叫“九尾狐甲鱼”的盔甲鱼类新属种，这是世界上首个完整保存尾鳍的盔甲鱼类，弥补了之前重庆生物群灵动土家鱼尾鳍保存不完整的缺憾，从而集齐了盔甲鱼类头后身体解剖的所有拼图，让世人的眼光再次聚焦于我国早期鱼类的研究。

惊现成对鱼鳍，灵动土家鱼是偶鳍雏形

盔甲鱼是奥陶纪和志留纪时代甲胄鱼类的一个类群，它为鱼类未来的演化奠定了许多重要的生物学基础。早在1913年，我国就已发现盔甲鱼类化石。100多年来，虽然时有盔甲鱼类化石的发现，但多是离散的鳞片，难见完整保存的化石，盔甲鱼类头后身体解剖难题一直没有得到解决。

2022年，以中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士为首的研究团队在重庆特异埋藏化石库，发现了世界上第一个具有完整身体保存的盔甲鱼类化石，取名灵动土家鱼。

此次让科学家倍感惊喜的是，在灵动土家鱼的腹部，发现了一对纵贯全身的腹侧鳍褶，从头后部一直延伸到尾尖。之前，人们一直认为盔甲鱼类完全没有成对的偶鳍。因此，灵动土家鱼身体结构出现的偶鳍雏形，为研究偶鳍起源问题提供了新的线索。

鱼类的偶鳍，包括胸鳍和腹鳍，在脊椎动物演化史上具有特别的重要意义。

我国科学家现在找到的无颌类盔甲鱼的完整化石，突破性地在这块灵动土家鱼化石的体侧找到了类似于鳍褶的东西，尽管它还不是后来所理解的真正的偶鳍，但代表了偶鳍演化初期的一个雏形。

研究团队通过对土家鱼的腹侧鳍褶进行综合分析发现，鱼类祖先在志留纪早期就演化出世界上最古老的“水翼”结构，并在脊椎动物后来演化中，经历了由成对的鳍向四肢，再由四肢到比如鸟类翅膀，甚至四肢又退化为如鲸类的“鳍”或完全退化为如蛇类等一系列演化过程。也就是说，恐龙的爪子、鸟类的翅膀、蝙蝠的翼手、鲸鱼的胸鳍，乃至人类的双手和双腿，都是从登陆鱼类的偶鳍演化而来。

灵活的游泳者，九尾狐甲鱼速度比有颌鱼类快

虽然灵动土家鱼化石保存完整，但仍留有尾鳍细节不明的缺憾。而九尾狐甲鱼补上了盔甲鱼的最后一块拼图。

九尾狐甲鱼长约10厘米，身体和头甲长度均约5厘米，全身覆盖细小的菱形鳞片，并呈现有规律的、倾斜排列的鳞列。除了拥有盔甲鱼类典型的下歪尾，其尾鳍还具有9个手指状分叉，呈原始的叉形尾，上面覆盖有整齐排列的鳞质鳍条，表明鳍条之下有强壮的辐状肌附着。而且，九尾狐甲鱼的正、副模标本分别完整保存了尾鳍收缩和舒张时的两种不同状态，充分展现出盔甲鱼类尾鳍的形态细节。

鱼类尾鳍的面积和形状可以作为检验鱼类游泳能力的关键指标。研究团队对九尾狐甲鱼尾鳍的几何形态进行了游泳速度分析，表明盔甲鱼可能是灵活的游泳者，能够很好地利用肌肉收缩来控制尾鳍与水流的接触面积，从而产生不同的推动力。盔甲鱼的游泳速度可能要比一些更进步的有颌鱼类还要快。这对传统认为的“积极的捕食策略倾向导致有颌类起源”假说提出了有力挑战。

中国西南地区或是早期鱼类演化中心

早期鱼类化石资源非常稀缺，中国云南澄江动物群发现了最早的鱼形动物，如昆明鱼家族。近年来，在我国西南地区的云南、贵州和重庆，以及华南地区的广西的志留纪地层中，接连发现了保存十分精美，且丰富多样性的早期鱼类化石，既有无颌鱼类，也有有颌鱼类。这样集群分布的特异埋藏化石群在世界其他地方是难以找到的。

显然，志留纪是无颌鱼类与有颌鱼类同台演化与竞争的时代。为此，我国科学家提出，这幕演化大戏的中心很可能是在我国西南地区及华南西部地区上演的，并辐射到世界其他海区。因为当时，这些地区正是一片汪洋大海。这些非常小的鱼类在这种类似“庇护所”或“伊甸园”的地理区域和适宜生态环境内繁衍。但对于志留纪为何突然出现了无颌与有颌鱼类的大繁盛？其深刻的生物学演化机制、地质学背景等，都有待于科学家进一步的深入探究。

（作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员、南京古生物博物馆名誉馆长）

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