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中国首件正式记述的古生代鱼类化石

背景故事

计荣森。

计荣森:古生物学家。

计荣森自小勤奋好学,成绩优异。1920年,他13岁时考入北京高等师范学校 (北京师范大学前身) 附属中学。1924年,他17岁时,以优异成绩毕业,考入北京大学理科预科。1926年,他升入北京大学地质系本科,毕业后投身中国地质事业。

计荣森先生在学术上孜孜以求,博物能文。他未曾出过国,却精通四国语言,在古生代珊瑚、鱼类和生物地层学对比中曾做出过开创性贡献,论著七十余种传遍世界。他1941年患病后仍勤勉工作,1942年5月13日不幸逝世,终年35岁。他的英年早逝,犹如一颗冉冉升起的新星突然陨落,同行师友无不痛心。

为纪念计荣森先生而命名的计氏云南鱼的复原图。

●分类位置:盾皮鱼纲,胴甲鱼目

●产地:湖南省长沙市跳马涧镇中林冲、鸭巢冲、木家塘及石门冲等地

●层位与时代:跳马涧组,泥盆纪吉维特期早期,大约3.88亿年前

1937年,计荣森带领刚从北大毕业的叶连俊到长沙地区进行地质考察,他们在距市区不远的跳马涧发现了一些鱼类化石骨片。计荣森时任地质调查所古生物研究室副主任。当时,沟鳞鱼类在国外已经有很久的研究历史,积累了丰富的文献资料。基于已有的沟鳞鱼类知识,计荣森经过对比研究,很快便得出结论,这些骨片应该属于胴甲鱼目中一种新的沟鳞鱼类。计荣森在1940年正式描述并定名了中华沟鳞鱼,标志着中国古生代鱼类研究的正式开启。在此之前,虽然法国人满苏(Mansuy)在1907年发表的《古生物调查结果》和1912年出版的《滇东地质研究》中曾提到过在中国发现了胴甲鱼类的化石,但并未对这些标本进行正式记述。中华沟鳞鱼也因此成为第一种由中国人正式记述的古生代鱼类化石,是我国古鱼类研究的一个里程碑。中华沟鳞鱼的正型标本IVPP V467目前仍存放于中国科学院古脊椎动物与古人类研究所,为一件前中背片的内模标本。

中华沟鳞鱼正形标本照片。

因首次描述的中华沟鳞鱼材料较少,给之后很长一段时间的对比研究造成了不少的困扰,尤其是在区域地质调查报告中常出现被误认的中华沟鳞鱼记录,影响了地层对比的准确性。直到1986年就读于中国地质科学院的卢立伍和朱敏在中华沟鳞鱼原产地约2km的石门冲又采集到一些较为完整的中华沟鳞鱼化石,并以此做了详细的比较解剖学研究,才得以让学界真正认识这一经典物种。

中华沟鳞鱼素描图。

中华沟鳞鱼前中背片结构标注。

甲胄鱼类和盾皮鱼类坚硬的外骨骼具有保护作用,作为盾皮鱼类子类群的胴甲鱼类,其外骨骼还额外有辅助运动的功能。这也是胴甲鱼类与其他盾皮鱼类的主要区别之一——具有外骨骼包裹的胸鳍。从此前介绍的同属于胴甲鱼目的西屯副云南鱼可知,云南鱼类的胸鳍由许多块膜质鳍片包裹。发展到较为进步的中华沟鳞鱼时,包裹胸鳍的骨片数量减少、体积增大,骨片间结合更为紧密,因此,中华沟鳞鱼的胸鳍比云南鱼类的胸鳍更为结实;加之中华沟鳞鱼已经发育出了盔状的肢突(胸鳍与躯甲的关节)、两节的胸鳍、无鳞片包裹的躯体后部等特征,活动能力较云南鱼类大大增加。那胴甲鱼类是如何借助外骨骼运动的呢?根据胴甲鱼类的平坦腹部和背位的眶窗内集中了眼睛、鼻孔、松果孔等感觉器官的特征,科学家们推测它们生活在水底,坚硬的胸鳍可能插入水底沙土中辅助其“爬行”,虽然显得有些笨拙,但这可是其他脊椎动物当时都不具备的特殊运动技能。法兰西科学院院士菲利普·让维尔(Philippe Janvier)等在分析了沟鳞鱼胸鳍关节的活动范围后,推测沟鳞鱼类可能使用灵活且坚硬的胸鳍扬起水底的沙土,将身体埋在沙土中,利用背位的眼睛等感觉器官警惕来自上方的威胁,以躲避掠食者的捕食,和现在水族馆中常见的团扇鳐将自己埋在沙子中的行为非常相似。菲利普·让维尔等还曾在中华沟鳞鱼的近亲——加拿大沟鳞鱼标本中发现了形似气囊的结构,推测可能是肺的雏形,很遗憾中华沟鳞鱼的标本中没有发现过类似结构。

埋在沙子里面的鳐鱼。(本图片来自互联网)

沟鳞鱼类作为目前已知第一种有活动下颌的脊椎动物,是如何摄食的呢?通过它们嘴巴的结构我们可以略窥一二。它们的嘴巴位于腹侧,下巴由两块独立的膜质骨片组成,在云南鱼类中成短棒状,在沟鳞鱼类中成片状。它们可能利用活动的下巴刮削水底的沉积物,滤食有机质,在国外的沟鳞鱼类材料中曾报道过其消化道内残留有含碳的碎屑物质就是很好的证据。

潘照晖



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原文地址《 中国首件正式记述的古生代鱼类化石》发布于2022-5-11
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