近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所碩士研究生山顯任在研究員蓋志琨、趙文金研究員的聯(lián)合指導下，在《地質(zhì)學報（英文版）》發(fā)表了封面文章，報道了在江西九江武寧地區(qū)志留系下紅層清水組中的真盔甲魚類一新種——九江江夏魚（Jiangxialepis jiujiangensis），這是繼俊卿清水魚和刺猬安吉魚之后，在該地區(qū)志留紀下紅層中發(fā)現(xiàn)的第三個真盔甲魚類新屬種。這一新發(fā)現(xiàn)豐富了科學家對志留紀早期真盔甲魚類物種多樣性的認知，為贛西北和鄂東南地區(qū)下紅層之間的對比提供了直接化石證據(jù)，并印證了在志留紀早期盔甲魚類可能通過上、下?lián)P子海之間的九江海峽完成了跨揚子海的南北遷徙，這對探索志留紀早期盔甲魚類的輻射演化及生物古地理具有重要意義。 

　　“九江江夏魚”在系統(tǒng)分類上屬于盔甲魚亞綱真盔甲魚目曙魚科江夏魚屬。該屬模式種“后棘江夏魚”由中國地質(zhì)大學（武漢）首先發(fā)現(xiàn)于湖北武漢“墳頭組”，典型特征是中背孔前端向前延伸至頭甲吻緣并使吻緣裂開即“裂吻”。系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明，江夏魚與曙魚、煤山魚、清水魚四者構(gòu)成一個單系類群——曙魚科。江夏魚屬以“裂吻”這一特征明顯區(qū)別于曙魚科其他三屬，以發(fā)育中背脊進一步區(qū)別于曙魚和煤山魚。曙魚是曙魚科最原始的成員，其中背孔前端雖抵達吻緣但未使吻緣裂開，這表明“裂吻”在曙魚科中屬于衍生特征。“裂吻”這一特征最先發(fā)現(xiàn)在中華盔甲魚科的裂吻魚屬中，中華盔甲魚科是比曙魚科更進步的一個單系類群，這表明“裂吻”在真盔甲魚目中至少獨立起源了兩次。除了“裂吻”之外，江夏魚還平行演化出此前認為僅存在于多鰓魚目和華南魚目的特征如頭甲后部發(fā)育中背棘和中背脊，表明真盔甲魚目在演化初期就已做出多種演化嘗試，呈現(xiàn)出較高的形態(tài)多樣性。 

　　近年來，志留紀魚類生物地層對比序列的完善使得我們不得不重新思考一些存有爭議的魚類化石層位。溫塘魚類化石組合是我國志留系下紅層特有的魚類化石組合，也是我國志留系下紅層之間對比的重要化石依據(jù)。該組合包括最古老的盔甲魚類和最古老的有頜類，代表了奧陶紀末期生物大滅絕事件后脊椎動物在華南地區(qū)志留紀早期的首次復蘇和輻射。溫塘魚類化石組合包括盔甲魚類基干類群大庸魚科、修水魚科、漢陽魚科、最原始的真盔甲魚類曙魚科、最原始的多鰓魚類古木魚科以及軟骨魚類中的中華棘魚科。 

　　本次新發(fā)現(xiàn)的九江江夏魚和發(fā)現(xiàn)于湖北武漢地區(qū)的后棘江夏魚均屬曙魚科，是溫塘組合的標志性分子。盔甲魚類生物地層對比的實踐表明，同一個屬在不同地方發(fā)現(xiàn)，具有重要的生物地層意義。例如，發(fā)現(xiàn)于江西武寧的刺猬安吉魚和發(fā)現(xiàn)于浙江安吉唐家塢組中的網(wǎng)狀安吉魚可以直接進行對比，對確定產(chǎn)曙魚的唐家塢組屬于志留系下紅層而不是之前認為的上紅層具有重要作用，從而將曙魚的生存時代向前推進了500萬年。江夏魚在江西武寧和湖北武漢兩地的同時發(fā)現(xiàn)表明，武漢地區(qū)的含魚地層可以和江西武寧下紅層清水組對比，在層位上明顯低于含有秀山動物群的墳頭組上部，在時代上應屬特列奇早期而不是之前認為的特列奇中期，從而將該地區(qū)江夏魚、漢陽魚等盔甲魚類的生存時代向前推進了至少200萬年。而200萬年之后（特列奇中期）武漢地區(qū)墳頭組上部并不含有魚化石，相比于以砂巖為主的墳頭組下部，墳頭組上部以黃綠色泥巖為主，并產(chǎn)以腕足動物、三葉蟲以及鸚鵡螺等無脊椎動物為代表的秀山動物群，代表了海水環(huán)境的進一步加深，可能不適合盔甲魚類的生存。 

　　系統(tǒng)古生物學研究在一定程度上是為已滅絕生物開展的“尋親之旅”，特別是在找到同一個屬的幾個不同物種時，堪稱找到了該物種的“兄弟姐妹”，具有重要的生物地層意義，表明兩個物種形成地理隔離不久，剛剛分化成兩個新物種。該團隊繼在江西武寧為浙江安吉網(wǎng)狀安吉魚找到“親兄弟”之后，這次在同一地點為湖北武漢的后棘江夏魚找到了“親兄弟”，且兩者的直線距離不到200公里。古地理研究表明，4.38億年前的志留紀早期，以我國長江流域為主的華南板塊曾是一片廣闊的海洋，被稱為揚子海。該海域被進一步分為上、下?lián)P子海。兩者之間存在一狹長的淺海海域——九江海峽。九江海峽縱貫東西，北臨鄂豫古陸，南接華夏古陸。湖北武漢和江西武寧分別位于鄂豫古陸南側(cè)和華夏古陸北側(cè)，兩地隔九江海峽跨海相望，最近處直線距離相距不足200公里。江西武寧志留紀下紅層清水組的溫塘化石組合的古魚類物種多樣性最高，幾乎涵蓋了其他地區(qū)該組合的所有屬種，說明江西武寧地區(qū)可能是盔甲魚類輻射和擴散的中心之一。江夏魚屬在兩地的同時發(fā)現(xiàn)表明，在志留紀早期盔甲魚類可能通過上、下?lián)P子海之間的九江海峽完成了跨揚子海的南北遷徙，從而使盔甲魚類能夠沿著揚子海北緣向東、西分別擴散至安徽巢湖和湖北京山。 

　　從生態(tài)特征來看，特列奇期早期的盔甲魚類的頭甲強烈扁平化，口腹位、中背孔和眶孔均背位，是一類營底棲濾食性生活的無頜類。底棲為主的生活方式和較弱的運動能力使得盔甲魚類的分布明顯受到海洋環(huán)境的制約。目前，華南地區(qū)特列奇期早期的盔甲魚類主要分布于華夏古陸北側(cè)的淺海區(qū)域，包括湘西北、渝東南、贛西北、浙西北、皖東南、皖東等地區(qū)的12個化石產(chǎn)地。溫塘組合在武漢地區(qū)志留系下紅層中的發(fā)現(xiàn)則將該時期盔甲魚類的分布范圍進一步擴大至鄂東南地區(qū)，表明志留紀早期盔甲魚類便已從揚子海南緣向北緣擴散。江西武寧和湖北武漢在志留紀早期同處于上、下?lián)P子海的過渡區(qū)域，兩地志留系下紅層均較發(fā)育，巖性均以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細砂巖為主，偶夾含泥礫細砂巖，且常見波痕、遺跡化石和豐富的以底棲為主的魚類化石，均屬濱岸潮坪相或濱海三角洲相的沉積產(chǎn)物，指示兩地之間均處于海底坡度極緩的近岸淺水區(qū)，這一環(huán)境背景為志留紀早期盔甲魚類在兩地之間的擴散與交流提供了便利條件和可能。 

　　研究工作得到中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項、國家自然科學基金、中國科學院前沿科學重點研究計劃等的支持。 

　　論文鏈接 

　　圖1.《地質(zhì)學報（英文版）》2023年97卷第2期封面圖示 

　　圖2.九江江夏魚（Jiangxialepis jiujiangensis）化石照片（蓋志琨攝） 

　　圖3.九江江夏魚（上）和后棘江夏魚（下）（史愛娟繪） 

　　圖4.華南地區(qū)志留紀蘭多維列世特列奇期早期古地理圖和盔甲魚類化石產(chǎn)地（山顯任修改自陳旭、戎嘉余，1996；戎嘉余等，2012）