科技日報記者 陸成寬

記者9日從中國科學(xué)院古脊椎動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物”之一。“古椎魚的分類地位長期存在爭議，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)院古脊椎動物與古人類研究所研究員盧靜說。

在這項研究中，研究團(tuán)隊發(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)。通過高精度計算機(jī)斷層掃描（CT）與三維重建，研究團(tuán)隊首次全面還原了古椎魚的腦顱結(jié)構(gòu)，包括三對半規(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)隊開發(fā)出全新的跨平臺體數(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)評論》同期發(fā)表的同行專家評述指出，這項研究在理解所有早期脊椎動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)院古脊椎動物與古人類研究所供圖）