作者：孟馨媛 蓋志琨

你知道這種丑萌的古魚，為了生存多么拼嗎,？你知道這種丑萌的古魚,，發(fā)現(xiàn)研究的過程有多曲折嗎,？

圖1 東方魚生態(tài)復(fù)原圖（楊定華繪）

這種古魚叫東方魚，是中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所碩士畢業(yè)生孟馨媛在蓋志琨研究員的指導(dǎo)下,、近日在專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《古脊椎動物學(xué)報》上公開發(fā)表的,，但其生態(tài)復(fù)原圖所依據(jù)的化石材料卻并不是新近才發(fā)現(xiàn)的。

上世紀(jì)80年代,，中科院古脊椎所王俊卿等老一輩古魚類學(xué)家在云南楚雄彝族自治州武定縣開展野外調(diào)查時發(fā)現(xiàn)了大量的早期古魚類化石,。由于化石均較為破碎， 因此這批化石材料在采集回來之后,，就被堆放在了中科院古脊椎所的地下標(biāo)本庫,，當(dāng)時并沒有引起更多關(guān)注，因此這批化石就在地下標(biāo)本庫內(nèi)封存,、沉睡了30多年,。

一直到了2014年，古脊椎所王俊卿先生在重新整理標(biāo)本時,，意外的發(fā)現(xiàn)一塊異樣的,、布滿灰塵的化石，用水涮洗后方認(rèn)出是一件保存不完整,、但特征明顯的盔甲魚類中的多鰓魚頭甲的一部分,，就這樣這塊塵封已久的東方魚化石才重見天日。這塊化石從重見天日到近期正式發(fā)表,，又整整等待了近10年,，可謂是千呼萬喚始出來。有關(guān)這個古魚研究成果的發(fā)表也算是給王俊卿先生40年前的野外發(fā)現(xiàn)一個很好的交代,，同時也是向退休多年的王俊卿先生致以崇高的敬意,。

圖2 東方魚新標(biāo)本照片（A，蓋志琨攝）與復(fù)原圖（B,，郭肖聰繪）

東方魚最大的特點(diǎn)是“多鰓”,，它的鰓囊數(shù)目多達(dá)45對，是史上具有鰓囊數(shù)目最多的盔甲魚類,。鰓是盔甲魚類最重要的呼吸器官,，兩側(cè)對稱排列于頭甲腹面，能幫助盔甲魚類從水中獲取氧氣,。鰓囊越多,，魚就越能扛得住缺氧環(huán)境。

現(xiàn)在我們常見到的軟骨魚類,，如鯊魚,、鰩魚，僅具5-7對鰓,，日常食用的鱸魚,、黃花魚等硬骨魚也僅有5對鰓,。與這些現(xiàn)生魚類相類似，早期盔甲魚類鰓的數(shù)目也較少,，僅具6-7對鰓囊,，可能代表了盔甲魚類的原始狀態(tài)。東方魚在系統(tǒng)分類上屬于盔甲魚亞綱-多鰓魚目-多鰓魚科,，而多鰓魚科是以多鰓魚屬為模式屬命名的,。不過，這個“多鰓魚”,，現(xiàn)在看起來多少有點(diǎn)名不副實了,。

事情是這樣的，多鰓魚屬在命名之初,，因為具有12對鰓囊,，而刷新了我們對“多鰓”的認(rèn)識（見上文提到的早期盔甲魚類），所以被命名為多鰓魚,。2018年,，我們在新疆塔里木盆地發(fā)現(xiàn)了一種距今4.38億年的多鰓魚類，是世界上第一種會像現(xiàn)代的鰩一樣把自己半埋藏起來的盔甲魚類,，它的鰓囊也僅僅具有6對,。跟它一比，12對鰓囊確實可以算得上多鰓啦,。然而隨著新的化石被發(fā)現(xiàn),，事情逐漸開始失控……

在距今約4.11億年前，多鰓魚類的“多鰓”開始發(fā)展,，如多鰓魚具12對,，寬甲魚具18對，但鰓囊數(shù)目均少于20對,；而在約4.08億年前，盔甲魚的鰓囊數(shù)目在一些類群中已增至30對以上,，以東方魚為典型代表,，鰓囊數(shù)目可多達(dá)45對。因此,，最初以“多鰓”命名的多鰓魚的鰓的數(shù)目與東方魚相比可以說是小巫見大巫,、不可同日而語了（多鰓魚叫“多鰓”臉紅不）。

圖3 東方魚（A）,、寬甲魚（B）和多鰓魚（C）鰓囊對比圖（郭肖聰繪）

那么鰓囊數(shù)目增多意味著什么呢,？

談及盔甲魚類的鰓囊數(shù)目與泥盆紀(jì)海洋缺氧事件的聯(lián)系，這塊新化石為我們指明了揭開謎底的方向,。據(jù)上文所述,，盔甲魚類鰓囊數(shù)目的成倍增加在志留紀(jì)-泥盆紀(jì)期間是一種演化趨勢,。

究其原因，很可能是在泥盆紀(jì)期間,，尤其是在距今3.95億年前,，陸地維管植物多樣性明顯增多，海平面持續(xù)上升,，營養(yǎng)鹽供應(yīng)充足,，在幾個時間段內(nèi)形成了廣泛分布的黑色頁巖/富有機(jī)質(zhì)沉積，從而消耗了水體底層大量的氧氣,，造成淺海環(huán)境處于短期缺氧狀態(tài),，從而導(dǎo)致了一次大的脊椎動物滅絕事件。

而盔甲魚類一直被認(rèn)為生存在淺?；驗I海環(huán)境,，含氧量低的淺海環(huán)境為它們的生存制造了障礙，即使一些盔甲魚已經(jīng)擁有了大量的鰓囊來強(qiáng)化呼吸,，但它們絕大部分還是在這次因缺氧造成的滅絕事件中消失了,。東方魚擁有史上數(shù)目最多的鰓囊，很可能是幫助它們在含氧量低的淺海環(huán)境中幸存下來的秘密武器,，使它又多活了近2000萬年,。

圖4 盔甲魚類的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系與志留紀(jì)-泥盆紀(jì)期間屬級多樣性變化（孟馨媛、楊定華繪）

東方魚新標(biāo)本的發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了中泥盆世多鰓魚類在云南地區(qū)的地質(zhì)空白,，并將東方魚屬的生存時代從距今大約4.1億年前向后延續(xù)了大約2000萬年,，同時也對探討盔甲魚類的鰓囊數(shù)目與早泥盆世海洋缺氧事件的協(xié)同演化有重要意義。

東方魚新標(biāo)本的發(fā)現(xiàn),，也是迄今為止我國第二個中泥盆世盔甲魚類的化石記錄,，第一個記錄為產(chǎn)自廣西博白的近中顯眶魚，保存十分不完整,。而目前唯一比這兩個記錄在時代上更晚的盔甲魚類化石發(fā)現(xiàn)于寧夏中寧,，時代為晚泥盆世。這便帶來了另一個未解之謎,，盔甲魚類是從何時起遷徙到寧夏,、廣西地區(qū)？該謎團(tuán)有待未來的進(jìn)一步研究給予解答,。

說到盔甲魚類鰓囊數(shù)目的演化,，很多人可能持有“為了在缺氧環(huán)境下生存，東方魚演化出了數(shù)目眾多的鰓囊”這樣的觀點(diǎn),。其實這種目的論是對演化論最常見的誤解,，要知道變異無方向，選擇有方向,，生物不能決定方向,，只是能適應(yīng)環(huán)境的東方魚活下來了而已,。

古生物學(xué)的相關(guān)工作雖然乍一看跟現(xiàn)在的生活沒什么關(guān)系，但是它既有趣,，又有用,。從一塊小小的魚化石，就能推測出這么多東西,，是不是很棒?。?/span>

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