魚化石揭秘（肺魚為何能啃硬骨頭）

2023-04-11 19:28:59 2

用於本次研究的楊氏魚（右側兩件）化石標本。中新社記者孫自法攝

中新網北京5月6日電 (記者孫自法)繼不久前在「古魚王國」雲南曲靖發現約3.9億年前一件特殊的、「吃軟不吃硬」的肺魚新屬種化石「會澤滇雙翼魚」之後，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)朱敏院士團隊最新又通過對約4.1億年前「先驅楊氏魚」(楊氏魚)化石的深入研究，揭示出肺魚「啃硬骨頭」的食性起源之謎。

這項古脊椎動物肺魚類食殼性起源與快速演化的重要研究成果論文，近日在國際學術期刊《自然-通訊》上發表。朱敏表示，這不僅為揭示肺魚類與食性相關結構的初始變化提供了關鍵化石實證，而且為肺魚類的食殼性起源研究提出一個全新的假說。

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崔心東博士展示介紹楊氏魚化石標本及研究成果。中新社記者孫自法攝

肺魚是一種能「啃硬骨頭」的魚

論文第一作者、中科院古脊椎所崔心東博士5月6日在北京接受中新社記者專訪介紹說，肺魚是一類可以用「肺」(即特化的魚鰾，能吸收空氣)呼吸的肉鰭魚，這一特殊技能使得肺魚可以擺脫水的束縛，在河水乾涸之際潛入洞穴藏身和生存。

肺魚還是一種能「啃硬骨頭」的魚：它們的顎部內翼骨和下頜的前關節骨長有起研磨作用的齒板；下頜短而粗壯，直接連接在腦顱上；頜骨的內收肌非常發達。

這些特徵使得肺魚具有強大的咬合力，能夠捕食帶硬殼的無脊椎動物，這種特殊的攝食方式被稱為「食殼性」(也稱「甲食性」)。

肺魚類特徵的演化速率。崔心東供圖

兩件楊氏魚化石保存食性相關結構

崔心東指出，最古老的肺魚乾群成員楊氏魚是早泥盆世(約4.1億年前)曲靖西屯脊椎動物群中原始肉鰭魚類的典型代表之一，其自1981年由張彌曼院士命名至今，引起國際學界持續關注，後續相關研究逐漸證明楊氏魚是肺魚形類的原始代表，與包括奇異魚在內的所有肺魚類構成「姊妹群」，楊氏魚發現還為肺魚-四足動物分歧點提供一個約束良好的最小估算時間。

不過，此前除頜弓外，楊氏魚其他與食性相關的解剖學結構如舌弓、鰓弓及顎部結構等因化石缺失並不清楚，也使得肺魚類食殼性相關特徵的起源時間與出現順序尚未釐清。研究團隊近年在化石發掘工作中，採獲的兩件楊氏魚化石標本幸運地保存舌弓、鰓弓及顎部結構，從而為肺魚「食殼性」相關研究奠基重要基礎。

肺魚類「食殼性」能力從何而來

崔心東稱，泥盆紀早期(約4.1億年前)的「希望奇異魚」被認為是最原始的肺魚，它已經具有典型的肺魚「食殼性」特徵，例如發達的齒板與短而粗壯的下頜。楊氏魚的系統發育位置處在孔鱗魚類(肺魚形類的另一重要分支)和奇異魚之間，較奇異魚更為原始。因此，楊氏魚是研究肺魚類「食殼性」起源的關鍵。