4.38亿年前，长兴鱼的秘密

有风来丨4.38亿年前，长兴鱼的秘密

潮新闻 记者 何冬健2024-07-18 16:34全网传播量62.4万

近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员盖志琨指导学生在《地质学报（英文版）》发表封面文章：团队在新疆塔里木盆地发现志留纪早期（约4.38亿年前）的长兴鱼家族新成员——念忠长兴鱼，同时还在浙江长兴发现顾氏长兴鱼新材料。

研究团队在新疆塔里木盆地志留系下部发现的一片巨大的波痕构造，指示了一种浅海环境。念忠长兴鱼和顾氏长兴鱼大约在4.38亿年前可能生活在塔里木-华南联合板块周边的同一片浅海环境中。图源：《地质学报》封面

彼此相隔4000公里，长兴鱼“亲兄弟”是怎么失散的呢？原来，“罪魁祸首”是大陆漂移。

01 

“半个”古鱼化石

就像生物进化总是充满巧合，盖志琨对于念忠长兴鱼的研究发现同样是一个奇妙的巧合。

2022年，经过长达一个月的野外发掘，盖志琨带着团队从新疆柯坪克尔买提地区返回北京休整。

盖志琨的办公室正对着北京动物园，与动物园里生龙活虎的动物相呼应的是，他的桌面上总是有序堆叠着一块块沉默不语的化石，以手臂为半径环绕一圈，如同一家小型的自然博物馆。

挖掘、室内修理、对比研究……这位古生物学家如同一位沉浸在沙滩中发掘漂亮贝壳的孩子，乐衷于在杂乱繁多的化石中间寻找着生命演化的蛛丝马迹。

凌晨四点，灯光准时亮起。一块从新疆带回来的“半个”古鱼化石吸引了他的注意力。圆圆的脑袋、月牙形的鼻孔、发达的侧背纵干管……尽管化石残缺不全，但一个个显著的特征如同一道惊雷闪过——“我当时的第一感觉是，它就是长兴鱼属！”盖志琨说。

长兴鱼属，源于化石标本的发现地浙江长兴。它最早由古鱼类学家王念忠于1991年建立，其模式种为产自浙江长兴志留纪海相红层中的顾氏长兴鱼。

盖志琨与长兴鱼属的缘分颇深。2003年底,当时还在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所读研究生的盖志琨，就在朱敏院士的带领下，来到长兴的小浦、八都岕一带，到“鱼点”找化石，并在此后的连续5年都在此地区开展野外工作。

 

2023年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所团队在浙江长兴小浦地区野外（左起赵日东、贾连涛、赵文金、朱敏、盖志琨） 。受访者供图

所谓的“鱼点”，其实是采石场，有时也可能是建筑工地。“采石场师傅在前面采石头，我就跟在后面捡。”他回忆说。这段可贵的经历激发了他的兴趣，他仍记得自己第一次发现新物种时的兴奋，“那种感觉，就是给我一百万元也不换”。

这份赤子之心，恰如此时此刻。然而由于化石不够完整，相关研究陷入停滞。重返新疆，发掘新的长兴鱼化石提上了日程。

2023年，团队再次来到新疆塔里木盆地。因为通往发掘点的道路在汛期被淹没，一行人只得呼叫拖车拯救陷进泥沙的越野车，继续在戈壁滩徒步数公里，眼见着目的地快到了，方才长吁一口气。

幸运的是，在接下来几天的发掘中，盖志琨团队发现了更加完整的长兴鱼化石。这一独特的“宝藏”，为团队接下来的研究提供了关键性证据。

02

小鱼为何“远走他乡”

同为长兴鱼属，在新疆塔里木盆地生活的古鱼，与它在浙江长兴的兄弟有何不同？

盖志琨介绍，新种以中背孔宽长比约为3，侧横管延伸至头甲侧缘以及第二侧横管的末端二分叉等特征，与此前发现的顾氏长兴鱼明显区分。团队将其命名为念忠长兴鱼。

念忠长兴鱼化石照片

“念忠长兴鱼是首次在塔里木盆地发现的修水鱼科长兴鱼属，种名‘念忠’是为纪念王念忠先生在长兴鱼脑颅解剖学和头甲形态学研究方面作出的奠基性工作。”盖志琨说。

这正是一种古生物学家之间的浪漫传承。就像顾氏长兴鱼的种名顾氏,来自王念忠先生为了纪念其南开大学恩师顾长东教授。这些弟子甚至是再传弟子们，在秉承了前辈的学术成果和治学精神的基础上，更以自己的潜心研究，又在所在学科中创造出新的成果。

顾氏长兴鱼化石照片

根据获取到的化石标本，团队绘制出念忠长兴鱼的复原图像。这种古鱼类看上去像一只拖鞋，憨态可掬，与顾氏长兴鱼在外表上十分相似。因为没有颌骨和牙齿，它只能靠滤食生活。根据古生态学判断，它主要生活在靠近古陆边缘的潟湖、三角洲、滨海至浅海等环境中。

再加上长兴鱼属头甲扁平，缺少成对的偶鳍，说明其游泳能力较弱，扩散、迁移的能力有限，辽阔的陆地和宽广的海洋均成为其扩散、迁移的障碍，因此其具有强烈的土著性色彩，它们的分布能够被用来划分古生物地理区域。

“土著”不擅游泳，为何“远走他乡”?

盖志琨说，在浙江长兴发现完整的长兴鱼标本，又在新疆塔里木盆地发现长兴鱼的亲兄弟念忠长兴鱼，更是将华南和塔里木两地相隔4000公里的地层直接联系到一起。

念忠长兴鱼（左）和顾氏长兴鱼（右）复原图

“迁移扩散能力有限的盔甲鱼类在证明板块漂移学说中起着不可忽略的作用，它甚至能告诉我们塔里木盆地竟然是从赤道慢慢‘漂’过来的。”他说。

03 

野外就是实验室

4.38亿年前新疆塔里木和浙江长兴可能同属一片海。

在2002年至今长达20多年的时间里，盖志琨团队在全国10多个省的地域内先后开展了大量的野外考察。结合前人研究，华南和塔里木板块上共有5个不同的盔甲鱼类支系，这说明两个板块的盔甲鱼类并不是各自独立演化，它们之间没有形成生物地理隔离，而是至少发生了5次生物群扩散事件。

有鱼为证——念忠长兴鱼与顾氏长兴鱼这对失散四亿多年的古鱼兄弟重聚，说明当时塔里木盆地在赤道附近，和华南板块、浙江长兴属于同一片海域，后来由于板块运动，塔里木板块分离，经过4亿多年的缓慢漂移，最终到了如今的位置。

“研究也说明，长兴的海相红层比之前认为的4.36亿年更古老，应该是4.38亿年。”盖志琨说。

团队在新疆柯坪克尔买提地区塔塔埃尔塔格组中发现大片波痕构造，指示了该片地区在4.38亿年前曾是一片浅海环境(左起山显任、林翔鸿、盖志琨、赵日东) 。受访者供图

距今约4.8亿至4.4亿年前的奥陶纪是海生无脊椎动物真正达到繁盛的时期，是这些生物发生明显生态分异的时期，同时也是脊椎动物研究的薄弱环节。基于这次长兴鱼的发现，研究人员下阶段将朝着更久远的奥陶纪继续深入挖掘。

盖志琨介绍说：“下一步，我们想到更古老的地层去找，比如奥陶纪，如果在奥陶纪找到完整的脊椎动物，就跟我们分子钟推断的有颌类的起源时间非常接近了，这对我们整个人类演化都是十分有意义的。”

当然，对于古生物学家来说，有所发现只是少数时刻，一无所获才是科研中常有的事。如今，虽然取得了不少称得上是重磅的成果，盖志琨谦虚地将部分功劳归于“好运”。

他至今记得导师朱敏院士告诉自己的话：“对古生物研究者来说，野外就是你最大的实验室，像搞物理化学实验一样，你也要面临许多次失败，但只要你不轻言放弃，持之以恒地做下去，总有一天你会有收获！”

这份来自新疆的收获便是回报之一。和记者联系时，盖志琨正踏上第四次前往新疆塔里木盆地的征程。他依然不忘与他缘分颇深的浙江长兴——2023年，朱敏院士与盖志琨重访长兴小浦的“鱼点”，曾经裸露的岩石覆盖上了茂盛的植被，郁郁葱葱中当年的样子依然可见。

他期许说：“希望能够在长兴小浦建立一座古鱼遗址化石公园，将古生物的乐趣带给更多的人。”

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