亚洲首次发现的完整的软骨鱼类化石:东生甘肃鲨

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2022-11-23 06:47曲靖日报社官方帐号
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东生甘肃鲨(Gunsuselache tungshengi)

■分类位置:软骨鱼纲—板鳃亚纲—弓鲛目—甘肃鲨属

■模式产地:甘肃柳园北东马鬃山地区

■层位与年代:马鬃山群,晚二叠世(距今约2.55亿年前)

■命名人与命名时代:王念忠、张行、朱敏、赵文金等,2007年

东生甘肃鲨化石来源于甘肃马鬓山晚二叠世陆相地层,是一种与现代鲨鱼关系十分密切的原始软骨鱼类,在分类上属于弓鲛目,属名指示了该化石的发现地为甘肃省,种名则是为了纪念著名地质学家刘东生院士。弓鲛类化石是软骨鱼类中重要的一支,生活于晚古生代(石炭纪和二叠纪)到中生代(三叠纪,侏罗纪和白垩纪)。尽管弓鲛类的完整化石不多,但石炭纪和中生代都发现了少数完整化石,唯独二叠纪没有完整的弓鲛类的纪录,所以本次甘肃鲨的化石的发现填补了二叠纪完整弓鲛化石发现记录的一项空白。

东生甘肃鲨复原图(朱敏提供)。

为什么说东生甘肃鲨化石十分珍贵呢?首先,软骨鱼类在有颌脊椎动物中的占比是非常低的,在现生的脊椎动物中,软骨鱼类在有颌脊椎动物种类占比不足2%。其次,绝大多数软骨鱼生存于海洋环境,极少数处在淡水环境生存,所以陆相地层发现软骨鱼很罕见。最后,软骨鱼类的骨骼是软骨为主,其结构在漫长的地质年代的演化中难以保存,所以牙齿、 鳍棘和鳞片等膜质骨以外的其他化石极为稀少。我国以往发现的弓鲛类化石仅仅局限于牙齿、鳍棘和鳞片等膜质骨化石,而这些化石被发现于我国晚古生代和中生代海相、河口相和陆相地层中。但是该化石时代却为晚二叠世—早三叠世,是目前所发现的这个时代独一无二的弓鲛类完整化石,所以它成为我国乃至亚洲首次发现的完整的软骨鱼类化石。同时,它的发现也是全球二叠纪弓鲛类的首次报道。可以看出来,经过层层稀缺性变量的加码,发现一个这样完整的软骨鱼类化石,对于古生物研究领域,无异于中了一个乐透巨彩一般幸运。正所谓“物以稀为贵”,这样罕见的化石对科研有着极其重要的价值。

德国星棘鲨化石(引自英国古生物杂志论文)。

东生甘肃鲨的化石发现于甘肃肃北的柳园北东马鬃山地区。马鬃山地区是一个巨大的化石宝藏库,这里曾经发现过各个时代的大量恐龙化石以及哺乳动物化石,除此之外,在马鬃山地区,还有着大量与甘肃鲨同为鱼类的近亲远邻,品种各异的鱼类化石犹如清晰的壁画一样,印刻在岩石之上。肃北马鬃山化石鱼群是中国乃至亚洲研究古生代-中生代之交鱼类进化演变的重要地区之一。

东生甘肃鲨的化石体长只有49厘米,保存十分齐全,是目前亚洲发现的最完整的弓鲛类化石。据一些形态学研究,我们推测出了东生甘肃鲨的一些特征。它的游泳速度相对于现代鲨鱼较为缓慢;拥有多种不同的牙齿和丰富的食物来源:尖锐的牙齿就像钩子一样捕捉光滑的猎物,扁平的牙齿就像液压机一样压碎有壳的生物,它们以食鱼和底栖的甲壳类动物为生。与全头类有所不同的是,它的颌弧和脑颅连接方式为双接型,这种连接方式能够让它颌部极大扩张,非常适合猛然咬住猎物,然后大口吞下。它们看似十分凶猛,但是还原之后,发现它们下颌粗大而厚实,由此看起来就像一把坚硬的“锤子”,而不是像现代鲨鱼那样的“凿子”,它有着一副圆滚滚的外表,如果进行仔细比较,我们发现东生甘肃鲨的复原外貌跟德国巴伐利亚州侏罗纪索伦霍芬灰岩地层中发现的星棘鲨十分相似,二者都是外表憨憨体型微胖的捕食者(但是星棘鲨的体长更大一些,超过2.5米)。

东生甘肃鲨的完整化石(朱敏提供)。

甘肃鲨的背鳍上有着骨质的锋利棘刺,这种棘刺广泛分布于古生代的各种软骨鱼中,有学者认为这很可能是这些软骨鱼类保护自己的武器。与甘肃鲨共生的鱼类还有早期的鲟形目、空棘鱼类,两栖动物等。

星棘鲨复原图(外貌与东生甘肃鲨非常相似)(引自英国古生物杂志论文)。

甘肃鲨作为弓鲛目大家族的一员,同样有着很多弓鲛目的共同属性。比如说,甘肃鲨有两个背鳍,每个背鳍的前面都有特定形状的棘刺,而且它们和现代鲨鱼种群的区分点就在于鳍状棘刺的形状。经对比,甘肃鲨的鳍棘更细一些,并朝着背侧轻轻弯曲。它们那成对的鳍就像船舵一样,用于游泳时的转向,缺点是这艘“船”的游速太慢。虽然它们跟当今鲨鱼形态上相去甚远,但是依旧保持了鲨鱼流线的体型。

甘肃鲨的化石的发现,具有十分重要的研究意义。二叠纪 / 三叠纪之交发生了地球历史上最大规模的集群绝灭。二叠纪末发生的绝灭事件导致 95% 以上的鱼类在二叠纪末绝灭。 产自晚二叠世的“东生甘肃鲨”尽管为淡水鲨类, 但它对今后古老的原始软骨鱼类之一——弓鲛类乃至鲨类的兴衰演替具有重要的参考价值。同时它也为二叠纪海相/非海相弓鲛类的对比研究提供了非常好的材料。

2002年刘东生先生在黄土高原。

背景故事

刘东生(1917-2008年),中国科学院院士,第三世界科学院院士,欧亚科学院院士,2002年国际环境科学最高奖——泰勒环境科学成就奖,2003年度国家最高科学技术奖得主。刘东生先生早年在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所工作,先后对南京五通系中鱼化石,甘肃玉门下惠回铺系中的一个新种古鱼——鳕鱼,湖南临沣的鲈形鱼类,四川歌乐山哺乳动物群等进行了广泛的研究。1951年,刘东生、杨钟健、周明镇等先生在莱阳发现新中国第一条恐龙化石——棘鼻青岛龙。刘东生毕生从事地球科学研究,平息170多年来的黄土成因之争,建立了250万年来最完整的陆相古气候记录,近60年从事地学研究中,在中国的古脊椎动物学、第四纪地质学、环境科学和环境地质学、青藏高原与极地考察等科学研究领域中,特别是黄土研究方面取得了大量的研究成果,创立了黄土学,带领中国第四纪研究和古全球变化研究领域跻身于世界领先行列。

张泽豪 盖志琨

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