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科研進展

夢幻鬼魚鱗片形態學與鱗列分區研究

發表日期:2019-03-14來源:放大 縮小

  《科學報告》(Scientific Reports313日在线发表了中國科學院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队对志留纪硬骨鱼类——梦幻鬼鱼(Guiyu oneiros)鱗片形態學與鱗列分區的研究工作。該研究爲零散保存的早期硬骨魚類鱗片的分類工作提供了重要參考,也爲硬骨魚類鱗片與鱗列的早期演化增加了重要的數據。 

  “沙鷗翔集,錦鱗遊泳”,形形色色的鱗片是魚類最明顯的外表特征之一。同一條魚在身體不同區域排列的鱗片形態有所不同,這就是鱗列的分區。過去的研究表明,無颌類只有在頭尾向有低分異度的鱗列分區,背腹向的鱗列分區最早在有颌魚類中出現,而硬骨魚類則同時在頭尾向和背腹向有複雜的鱗列分區。不過,之前對早期硬骨魚類的鱗列分區研究主要是參考Esin(1990)基于二疊紀輻鳍魚建立的模型,由于進步輻鳍魚類的鱗列分區已開始簡化,該模型很難應用于更早期其他硬骨魚類的鱗列分區研究。 

  最初的硬骨魚類化石出現于志留紀。過去志留紀魚類化石非常稀少,且大多爲零散保存的鱗片等微體化石,對其了解處于“盲人摸象”的狀態。最近在我國雲南發現了包含大量精美保存的早期有颌類化石的潇湘動物群,其中近完整保存的志留紀硬骨魚——夢幻鬼魚的發現,爲研究早期硬骨魚類鱗片形態學與鱗列分區提供了近乎完美的證據。該研究借助高精度CT與三維重建技術,采用形態測量和聚類分析等方法,對5塊關聯保存的夢幻鬼魚鱗列標本(圖1),包括近完整保存的正型標本進行了量化研究,構建了鱗片形態測量學數據庫。另外,基于定量與定性研究,建立了新的早期硬骨魚類鱗列分區模型(圖2)。該模型提出了新的命名系統,將鱗列劃分成背、中、腹以及非成對鱗片四個帶,繼而細分成16個區域,便于今後不同屬種之間鱗列區域的對比。 

  該研究顯示,位于硬骨魚類兩大分支肉鳍魚類和輻鳍魚類共同祖先節點附近的類群具有比之前認爲的更高分異度的鱗列分區(圖3)。而在這之後,兩大分支各自冠群的鱗列分區分異度在頭尾向與背腹向均出現簡化。本文中的系统发育分析将梦幻鬼鱼置于肉鳍鱼类干群。据此,上述分别出现在肉鳍鱼类与辐鳍鱼类冠群中的鳞列分区的简化是二者平行进化的结果。如果采用其他部分学者的观点,认为梦幻鬼鱼属于硬骨鱼类干群,那么鳞列分区出現簡化将是肉鳍鱼类和辐鳍鱼类的共同衍征。 

  该项研究获得了国家自然科学基金、中國科學院战略性先导科技专项、中國科學院前沿科学重点专项和古生物化石发掘与修理专项的经费资助。 

  原文鏈接:www.nature.com/articles/s41598-019-40845-7 

 

1A,夢幻鬼魚鱗列標本;B,梦幻鬼鱼鳞列标本三维复原。(崔心东供圖) 

 

2:梦幻鬼鱼鳞列分区模型。(崔心东供圖) 

 

3:有颌类鳞列分区演化。(崔心东供圖) 

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