基本介紹
- 中文學名：蝶柱魚
- 界：動物界
- 門：脊索動物門
- 亞門：脊椎動物亞門
簡介,研究進展,發現過程,
簡介
化石記錄表明，包括人類在內的陸生脊椎動物(即四足動物)是在三億六千萬年前從硬骨魚類中的肉鰭魚類分化而來。在三、四億年前的遠古時代，肉鰭魚類曾有過一個相對繁盛的時期。隨著生物演化的進程，肉鰭魚類的多樣性呈減少的趨勢。今天地球上存活的肉鰭魚類僅有五個種，包括三種肺魚(非洲肺魚、南美肺魚和澳洲肺魚，肺魚鰾的內壁有許多泡狀囊來擴大呼吸的面積，與陸生脊椎動物的肺相似，執行肺的功能)和兩種空棘魚(非洲拉蒂瑪魚和印尼拉蒂瑪魚)。因此，在探討四足動物與現生魚類的親緣關係時，學術界長期爭論的一個問題就是四足動物與肺魚類的關係更近，還是與空棘魚類關係更近。而要真正理清四足動物與肉鰭魚類之間的演化格局，關鍵還是通過化石的新發現來不斷填補演化史中缺失的環節。
研究進展
在過去的廿多年中，中國早期肉鰭魚類化石的連續發現與細緻研究為學術界探討四足動物的起源與肉鰭魚類的演化關係做出了重要貢獻。上世紀八十年代，張彌曼院士通過對在雲南曲靖發現的早期肉鰭魚類楊氏魚及奇異魚化石所做的形態解剖學工作，否定了長期以來有關肉鰭魚類內鼻孔的權威性結論，就曾在國際上引起了對四足動物起源和肉鰭魚類演化方面的熱烈討論和反思，也使中國早期肉鰭魚類化石成為國際學術界關注的重點之一。1993年，張彌曼、朱敏發表了另一種早期肉鰭魚類肯氏魚的初步研究成果。經過以後的研究，肯氏魚被認為是最原始的四足形動物。1999年，朱敏、於小波等在《自然》雜誌上發表了有關斑鱗魚的研究成果，開始了他們在這一研究領域中的新探索。他們發現的4億年前的斑鱗魚填補了肉鰭魚類和輻鰭魚類之間存在著的某些形態鴻溝，也縮短了硬骨魚類和其他有頜魚類之間形態距離。經過他們的研究，斑鱗魚所具有的特徵組合很可能正是硬骨魚類祖先的特徵，其發現為解開硬骨魚類起源之謎提供了重要線索。這一新的發現也將過去對肉鰭魚類演化的研究拓寬到對硬骨魚類起源與早期演化的討論。2000年起，在國家重點基礎研究發展規劃項目和國家傑出青年基金項目的支持下，朱敏領導的研究小組在雲南曲靖古生代地層中組織了大規模野外發掘，發現了一批新的化石材料。2001年，他們在《自然》雜誌上報導了其中的一個研究進展。他們所發現的無孔魚填補了斑鱗魚與其他更進步的肉鰭魚類之間的形態缺環，並支持了斑鱗魚和無孔魚在整個硬骨魚類分類系統中的祖先或基幹位置。斑鱗魚、無孔魚等的發現同時揭示了中國南方是肉鰭魚類起源中心的認識。近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所基礎研究工作再傳捷報，英國《自然》雜誌又一次發表了朱敏等取得的最新研究進展。
朱敏、於小波將他們新發現的原始肉鰭魚命名為張氏蝶柱魚。屬名表示了原始肉鰭魚在頭顱蝶區兩側各有一個特殊的側柱，種本名則送給了他們的導師、中國肉鰭魚類研究的開拓者張彌曼院士。在關於肉鰭魚類演化關係的討論中，儘管大多數假說認為，在四足動物、肺魚和空棘魚中前兩個類群有更密切的親緣關係，然而迄今為止，還沒有發現一個原始肉鰭魚具有四足動物與肺魚共同祖先的特徵組合。原始肉鰭魚類是如何演化到肺魚類支系(肺魚形動物)或四足動物支系(四足形動物)，仍然是亟待科學家們回答的問題。蝶柱魚的發現則使我們有了一個最接近四足動物與肺魚共同祖先的化石實證，也為探討肉鰭魚類的早期演化歷史提供了新的重要證據。
發現過程
蝶柱魚的化石材料最早由於小波發現於上世紀80年代，當時只有3件頭顱前部的標本。1999年仲夏，朱敏、於小波再次前往雲南曲靖下泥盆統尋找早期肉鰭魚類化石，幸運地發現了若干重要化石層位。其後兩年，朱敏組織研究小組在這一地區進行了幾次新的發掘，收集了大量的早期脊椎動物化石標本。經過精細的室內修理，他們又獲得了近60件可以歸入蝶柱魚的化石標本，其中包括17件頭顱前部、7件頭顱後部、18件下頜、1件上頜骨、 4件頰部骨片、5件匙骨和4件鎖骨標本。這些化石標本的發現與深入研究使研究者對蝶柱魚有了一個較完整的認識。他們發現，蝶柱魚保留了一些屬於肉鰭魚類基幹類型(以斑鱗魚、無孔魚為代表)的特徵，如眼柄構造、頭顱蝶區的側柱等。另一方面，蝶柱魚具有一些四足形動物(如肯氏魚)或肺魚形動物(如楊氏魚、奇異魚)的進步特徵，如下頜上只有3塊冠狀骨，眶上感覺管的路線構成豎琴狀等。在細緻的比較解剖學研究基礎上，朱敏和於小波對蝶柱魚的系統演化位置進行了探討。結果表明，蝶柱魚同四足動物-肺魚的共同祖先構成姐妹群關係；蝶柱魚比斑鱗魚、無孔魚和空棘魚進步，但比肺魚和四足動物原始。蝶柱魚的發現實際上使肉鰭魚類基幹類型與四足動物或肺魚基幹類型之間的演化序列變得更連續，為解決肺魚形動物與四足形動物的起源問題，追索這兩個類群重要特徵的出現序列提供了關鍵的資料。
