古脊椎所在塔里木盆地發現4.38億年前真盔甲魚類

　　近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所蓋志琨研究員團隊在《古地理、古氣候、古生態》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）上，在線發表了塔里木盆地志留紀盔甲魚類的最新研究成果。該研究首次報道了在新疆塔里木盆地發現的真盔甲魚類——戎氏江夏魚（Jiangxialepis rongi），這是研究團隊在該地區首次發現的最古老的真盔甲魚類。新發現不僅豐富了對于新疆志留紀早期盔甲魚類多樣性的認識，對探討志留紀早期盔甲魚類的輻射演化、遷移擴散及古地理分布格局具有重要意義，而且進一步證明了塔里木盆地在4.38億年前曾經與我國華南板塊距離很近，并可能組成塔里木-華南聯合板塊。

　　盔甲魚類是我國和越南北部地區特有的一種已滅絕的無頜類。本研究在新疆塔里木盆地發現的戎氏江夏魚在系統分類上屬于盔甲魚亞綱真盔甲魚目曙魚科江夏魚屬。屬名“江夏”來源于該屬第一個種發現于武漢江夏區，而種名“戎氏” 則贈予戎嘉余院士，以致敬其在中國志留紀地層和古地理研究方面做出的貢獻。目前，江夏魚屬包括三個種，分別為后棘江夏魚、九江江夏魚和戎氏江夏魚。2021年中國地質大學（武漢）在武漢志留紀地層中首次發現了江夏魚化石，并命名為后棘江夏魚；2023年5月，古脊椎所研究員蓋志琨帶領的團隊，在江西九江武寧地區志留系下紅層清水組中又發現了江夏魚一新種，并命名為九江江夏魚。令人驚奇的是，這對失散了4.38億年的古魚親兄弟的發現地竟相距不到200公里。而此次研究團隊又在4000公里之外的塔里木盆地發現了江夏魚第三兄弟——戎氏江夏魚。

　　江夏魚三兄弟有一個共同特征即中背孔前端不閉合，使得頭甲吻部看起來好像裂開了一樣即“裂吻”。 而此次研究發現的新種戎氏江夏魚與后棘江夏魚和九江江夏魚顯著不同的是其頭甲邊緣及其中背孔內緣密布尖銳的鋸齒狀小刺。中背孔是盔甲魚類頭甲背側最前面的一個大孔，是盔甲魚類的主要的鑒定特征和分類依據之一。對盔甲魚腦顱的三維重建顯示，中背孔與口鼻腔和咽腔相通，指示了它是具有呼吸功能的進水孔或出水孔，因而可以看作鼻孔或鼻垂體孔。在大多數盔甲魚類當中，中背孔的前端均是封閉的，只有在真盔甲魚目中的裂吻魚屬和江夏魚屬當中，中背孔前端不閉合，使得中背孔的內緣與頭甲的側緣直接相連。而戎氏江夏魚最顯著的特征就是在中背孔內緣具有很多鋸齒狀的小刺。研究發現，這些結構基本作用是水流流過的時候，能夠過濾阻擋體外寄生蟲。

　　盔甲魚類是一類主要生活在靠近古陸邊緣的瀉湖、三角洲、濱海至淺海等環境的魚類，主要營底棲濾食性生活。多數盔甲魚類頭甲扁平，缺少成對的偶鰭，表明其游泳能力較弱，擴散和遷移的能力有限，而遼闊的陸地和寬廣的海洋均成為其擴散、遷移的障礙。因此，盔甲魚類具有強烈的土著性色彩，它們的分布能夠被用來劃分古生物地理區域。從現有的化石記錄來看，在4.38億年前的志留紀早期，我國盔甲魚類化石總體上沿華夏古陸和滇黔古陸邊緣分布，如后棘江夏魚和九江江夏魚分別出現在湖北武漢和江西九江地區，兩兄弟直線距離甚至不到200公里，這表明我國以長江流域為主的廣大地區在那時曾是一片廣闊的海洋——揚子海。那么，為什么戎氏江夏魚突然又出現在4000公里之外的塔里木盆地？這促使研究團隊對華南和塔里木兩大板塊之間的關系有了進一步思考。

　　盔甲魚類支序生物地理學研究表明，華南和塔里木板塊上均分布有5個不同的盔甲魚類支系，分別是修水魚科、漢陽魚科、大庸魚科、曙魚科和古木魚科，這說明兩個板塊的盔甲魚類不是各自獨立演化、它們之間沒有形成生物地理隔離，而是發生了至少5次生物群擴散事件。江夏魚原本是華南所特有的盔甲魚類化石，在塔里木地區首次發現，這說明早在4.38億年前的特列奇期早期，兩大板塊之間的生物交流事件便已發生。從上述兩地魚群的性質、組合特征來看，塔里木板塊與華南板塊魚群的內容基本上是一致的，表現為塔塔埃爾組合和溫塘組合所含盔甲魚類在科級分類階元上的完全一致。因此，塔里木板塊與華南板塊在志留紀應歸屬于同一個古動物地理區，即塔里木-華南魚類動物地理區系。兩大板塊在志留紀早期具有密切的古地理聯系，可能共處同一溫暖、富含有機質的古海盆環境。2009年，古脊椎所研究員趙文金等根據魚群面貌和地層序列提出，志留紀早期我國華南板塊和塔里木板塊在古地理位置應足夠接近，并處于同一片淺海環境，甚至可能聯合組成了塔里木—華南聯合板塊。戎氏江夏魚在新疆塔里木盆地的首次發現，進一步支持了塔里木-華南聯合板塊的存在。

　　至于塔里木板塊從聯合板塊脫離的時間，尚無一致看法。目前，根據古生物化石材料、地層框架、巖相及古地磁等方面的資料，塔里木板塊脫離華南板塊的時間應在羅德洛世或稍晚。這個聯合板塊解體的主要原因可能是羌塘、昌都陸塊從南向北帶著巨大的能量沖過來，從而把聯合板塊撞開。聯合板塊解體之后，塔里木板塊開始按照順時針方向緩慢地向西北方向漂移，約在晚二疊世時才到達現在的位置。由于板塊漂移，使得本來生活在同一片海域的江夏魚三兄弟如今相隔千里。

　　研究工作得到國家自然科學基金和中國科學院大學“科創計劃”等的支持。