■分類地位:硬骨魚綱,肉鰭魚亞綱
■化石產地:雲南省曲靖市翠峰山
■層位與時代:西屯組,早泥盆世,大約4.1億年前
■命名人與命名年代:朱敏等人,2002年
現存肉鰭魚類包括肺魚、空棘魚和四足動物三個主要類群,它們之間的親緣關係曾是演化生物學熱烈討論的題目。現代分子生物學的進展已經可以確定,四足動物與肺魚的親緣關係,比它們各自與空棘魚的關係更近。但是,這三個類群最遲在泥盆紀早期就已經分開,因此僅僅依靠研究現代肺魚和空棘魚,無法還原四億年前肉鰭魚類演化之初的一系列關鍵躍升,也很難告訴我們在一系列重要演化節點,如現代肉鰭魚類最近共同祖先起源、四足動物和肺魚最近共同祖先起源等的附近,各個大類群的關鍵特徵是如何一步步演化而來的,而這些問題就依賴於古生物學上的化石發現和精細研究。千年之交,兩位著名古魚類學者朱敏和於小波在雲南曲靖下泥盆統中發現一種新的早期肉鰭魚類化石,這個問題才得以解決。
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“蝶柱”表示其在腦顱蝶區兩側各有一個側柱,種名“張氏”則是以他們的導師、中國早期肉鰭魚類研究的開拓者張彌曼院士命名的。
蝶柱魚化石顯示非常特殊的特徵組合。首先是一些很原始的,類似基幹肉鰭魚類的特徵,如在視神經管後面有一個淚珠狀的眼柄附著區,與之前報道的斑鱗魚、無孔魚和舌鱗魚的眼柄附著區一致,其頭顱蝶區側柱和整列層的形態在肉鰭魚類中也較為原始。同時,蝶柱魚又有與肉鰭魚類冠群相似的進步特徵,如下頜上只具3塊冠狀骨,腦顱眶上感覺管形態等與肯氏魚(四足形類)、楊氏魚與奇異魚(肺魚形類)相似。將蝶柱魚的這種原始進步混合的解剖學特徵組合加入系統發育分析資料集之後,朱敏和於小波重新構建早期肉鰭魚類的系統發育關係。結果表明蝶柱魚與四足動物加上肺魚所構成的單系群構成姐妹群,這意味著,蝶柱魚已經位於肉鰭魚類冠群之中,而介於空棘魚類和肺魚形類加上四足形類之間。
蝶柱魚的發現填補肉鰭魚類早期演化中,從空棘魚類到肺魚形類加上四足形類共同祖先之間的一段空白,為解決肺魚形類與四足形類這兩個重要肉鰭魚類類群的起源和重要特徵形成問題提供關鍵的資料。
丁雪梅
背景故事
肉鰭魚類輻射演化過程中下頜的主要變化
早期肉鰭魚類化石往往十分零散,多數時候,肉鰭魚類大化石儲存為分散的腦顱、下頜、肩帶、鱗片和牙齒,其中腦顱能提供最多的形態資訊,其次就是下頜。硬骨魚類的下頜以麥氏軟骨為中心,像板條箱一樣被一系列骨片包圍,這些骨片和其上附著的牙齒提供了大量形態學資訊。朱敏等以在中國發現的不同肉鰭魚類下頜化石,包括蝶柱魚下頜化石為研究物件,描述了不同早期肉鰭魚類的下頜特徵,並總結了下頜的特徵序列是如何隨早期肉鰭魚類的多樣性演化而變化的。
從肉鰭魚類的外類群輻鰭魚類,到現存肺魚和四足動物分別所屬的肺魚形類和四足形類,肉鰭魚類下頜經歷一系列特徵演化,如原始的肉鰭魚類斑鱗魚的下頜有5個冠狀骨,下頜兩支聯合處有側聯合齒骨,側聯合齒骨上攜帶著具尖牙的齒旋。而肺魚形類和四足形類的下頜上僅具3塊冠狀骨,這表明較為原始的類群的第一和第五塊冠狀骨可能在演化過程中逐漸消失,從功能上來說,冠狀骨從多到少的變化可能適應更強的咬合力,而蝶柱魚正是下頜最先具有3塊冠狀骨的肉鰭魚。