科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬
記者9日從中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所獲悉，該所研究員盧靜領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在澳大利亞約4億年前的早泥盆世地層中發(fā)現(xiàn)早期脊椎動(dòng)物化石，并將其命名為南方古椎魚。這是古椎魚家族首次在蘇格蘭之外被發(fā)現(xiàn)，不僅將古椎魚家族的年代記錄提前了約1000萬年，也為破解古椎魚系統(tǒng)發(fā)育位置謎題提供了關(guān)鍵證據(jù)。相關(guān)研究成果以封面文章的形式發(fā)表于《國家科學(xué)評(píng)論》。
古椎魚最早于1890年在蘇格蘭被發(fā)現(xiàn)，其獨(dú)特的形態(tài)和組織學(xué)特征與其他早期魚類有很大不同，因此一直被視為“最神秘的早期脊椎動(dòng)物”之一。“古椎魚的分類地位長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議，有人認(rèn)為它是沒下巴的原始魚類，有人覺得是有頜魚類的祖先，甚至有人認(rèn)為它是四足動(dòng)物的老祖宗。”論文通訊作者兼共同第一作者、中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員盧靜說。
在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的南方古椎魚化石，雖保存零散，但經(jīng)酸處理后，顯示出蘇格蘭標(biāo)本所沒有的三維立體保存的腦顱與礦化軟骨組織結(jié)構(gòu)。通過高精度計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）與三維重建，研究團(tuán)隊(duì)首次全面還原了古椎魚的腦顱結(jié)構(gòu)，包括三對(duì)半規(guī)管、腦腔及神經(jīng)通道的形態(tài)。這為判斷古椎魚的系統(tǒng)發(fā)育位置提供了關(guān)鍵形態(tài)學(xué)證據(jù)。
此外，為提升蘇格蘭古椎魚標(biāo)本CT數(shù)據(jù)的重建質(zhì)量，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出全新的跨平臺(tái)體數(shù)據(jù)重建方法，有效突破不同三維軟件間的兼容性限制，實(shí)現(xiàn)古椎魚腦顱的高效重建與交叉驗(yàn)證。這一技術(shù)的建立，有望廣泛應(yīng)用于古生物CT數(shù)據(jù)的深度解析、三維重建、數(shù)據(jù)共通以及交叉驗(yàn)證。
基于最新形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，古椎魚屬于有頜脊椎動(dòng)物，且更可能屬于軟骨魚類（如鯊魚與鰩魚）家族，而非部分研究認(rèn)為的四足形類肉鰭魚的幼體。
盧靜表示，南方古椎魚的發(fā)現(xiàn)不僅擴(kuò)展了古椎魚屬的地理與地層分布范圍，也提示早期脊椎動(dòng)物在全球范圍內(nèi)可能存在更復(fù)雜的古地理聯(lián)系與擴(kuò)散路徑，具有重要的科學(xué)意義。
《國家科學(xué)評(píng)論》同期發(fā)表的同行專家評(píng)述指出，這項(xiàng)研究在理解所有早期脊椎動(dòng)物中最神秘的一種生物方面取得了巨大的進(jìn)展，推翻了先前關(guān)于其親緣關(guān)系的假設(shè)。
（中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所供圖）
