古脊椎所在江西发现4.38亿年前真盔甲鱼类

　　过去，真盔甲鱼类的最早化石记录出现在志留纪兰多维列世特列奇晚期，如产自江西修水地区西坑组中的中华盔甲鱼（Sinogaleaspis）。赣西北地区的清水组整合于富含特列奇中期秀山动物群的夏家桥组之下，其时代为志留纪兰多维列世特列奇早期，因此，在清水组中新发现的清水鱼（Qingshuiaspis junqingi）和刺猬安吉鱼（Anjiaspis ericius）代表了迄今为止最古老的真盔甲鱼目化石记录（图4）。盖志琨等（2018）报道了产自塔里木盆地塔塔埃尔塔格组的锯齿宽腹鱼（Platylomaspis serratus）, 代表了多鳃鱼目最原始的成员，塔塔埃尔塔格组和华南地区的下红层溶溪组、清水组可以进行对比，其时代均为特列奇早期，这也得到研究团队近年在清水组中一些多鳃鱼类古木鱼科化石材料新发现的支持。近年来的鱼化石新发现表明，真盔甲鱼目和多鳃鱼目两大支系早在特列奇早期就已发生分化。真盔甲鱼目在分化后经历了一次快速的辐射演化，持续到特列奇晚期，以曙鱼科和中华盔甲鱼科成员的繁盛为标志，而多鳃鱼目在分化后较为保守，直到早泥盆世才迎来第一次辐射演化（图4）。 

　　江西的志留系海相红层主要在其西北部修水-武宁一带出露良好、广泛发育，下红层清水组和上红层西坑组之间为富含秀山动物群的夏家桥组。20世纪80年代以来，在赣西北地区的上红层西坑组中先后发现了大量的志留纪盔甲鱼类化石，包括中华盔甲鱼（Sinogaleaspis）、修水鱼（Xiushuiaspis）和裂吻鱼（Rumporostralis）等，但在该地区下红层清水组中未有过鱼化石的报道。自2003年，古脊椎所早期脊椎动物研究团队在赣西北地区持续开展了志留纪地层的野外考察与鱼化石的野外发掘工作，在武宁地区的志留系下红层清水组（图5）中采获了一批丰富的古鱼类化石材料，主要包括基干盔甲鱼类大庸鱼科、最原始的多鳃鱼类古木鱼科及最原始的真盔甲鱼类曙鱼科等盔甲鱼类，此外还有少量的以中华棘鱼类鳍刺为主的软骨鱼类。这些鱼类化石均为江西西北部志留系下红层中古鱼的首次发现，对于盔甲鱼类的早期演化及相关地层学的研究均具有重要的科学意义。 

　　曙鱼（Shuyu）是脊椎动物演化史上的关键一环，其独特的脑颅结构提供了无颌类鼻垂体复合体在颌起源之前分裂的关键证据，被认为是跟提克塔利克鱼、始祖鸟、弗洛勒斯人等一样重要的生命演化的缺失环节。然而，其确切层位及地质时代至今仍存在争议。曙鱼产自浙西北地区志留纪的浅水海相红层之中，最初这套红层被称为茅山组，浙江省地质矿产局在1997年将该地区茅山组一名废弃，采用唐家坞组，并得到了一些国内外学者的支持。尽管关于浙西北地区这套海相红层的研究在20世纪30年代便已开始, 但由于该组中缺少标准化石及可靠的放射性同位素测年数据, 其确切的地质时代以及区域地层对比的问题困扰了志留纪地层古生物学者多年，至今仍无定论。赣西北最古老真盔甲鱼类在下红层清水组中的新发现则为这一问题的解决提供了关键的化石证据。 

　　中国华南地区志留系自下而上发育三套浅水海相红层（紫红色细碎屑岩），因其颜色醒目，易于识别，而被我国地层古生物学者俗称为下红层、上红层和罗德洛统红层，其时代分别为兰多维列世特列奇早期、中—晚期和罗德洛世晚期（图6）。赣西北地区的清水组和西坑组分别属于下红层和上红层。盔甲鱼分类学新进展和化石产出记录表明：下红层清水组中的真盔甲鱼类包括清水鱼和安吉鱼，清水鱼属于曙鱼科，该科是真盔甲鱼类中目前最原始的一个单系群, 安吉鱼则代表了曙鱼科向中华盔甲鱼科过渡的一个类群；而上红层西坑组中的真盔甲鱼类包括中华盔甲鱼和裂吻鱼，二者均属中华盔甲鱼科, 该科是比曙鱼科和安吉鱼属更进步的一个单系群。因此，清水组和西坑组中的鱼类化石组合不同，分别代表了真盔甲鱼类不同的演化阶段，这为华南扬子地区志留纪上、下红层的划分对比提供了古鱼类学对比标准。产自浙西北地区唐家坞组中的盔甲鱼类包括曙鱼、煤山鱼和安吉鱼，之前的分类学研究根据“总体形态相似性”曾将唐家坞组中的曙鱼等真盔甲鱼类和西坑组中的中华盔甲鱼进行对比，进而认为唐家坞组和西坑组层位相当，其时代为志留纪兰多维列世特列奇晚期。本研究中，基于系统发育分析得到的分类学结论则表明：唐家坞组中的曙鱼、煤山鱼和清水组中的清水与构成一个单系类群——曙鱼科；唐家坞组中的网状安吉鱼和清水组中的刺猬安吉鱼则构成另一个单系类群——安吉鱼属；上述两个单系群均较上红层西坑组中的中华盔甲科更为原始；浙西北地区唐家坞组应归入下红层、可与清水组进行很好对比；曙鱼的时代应修订为大约4.38年前的志留纪兰多维列世特列奇早期（图4、6）。 

　　研究工作得到中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究计划等的支持。