4亿年前古鱼为何游得这么快

近日，《国家科学评论》在线发表了中科院古脊椎动物与古人类研究所（以下简称古脊椎所）与英国布里斯托大学合作完成的最新研究成果。他们在广西早泥盆世（约4.1亿年前）古鱼类特异埋藏生物群中发现了首个完整保存尾鳍的盔甲鱼类——九尾狐甲鱼。

九尾狐甲鱼生态复原图。杨定华 / 绘

鱼类究竟是如何演化出“颌”这种重要结构的？过去有假说认为，是鱼类越来越快的游泳速度导致的。研究团队对尾鳍的几何形态进行了游泳速度分析发现，盔甲鱼类是一类游泳能力较强的快速游泳者，它的巡航游泳速度甚至比一些更进步的有颌鱼类还要快，从而否定了传统的“积极的捕食策略倾向导致有颌类起源”假说。

研究发现，盔甲鱼类除了拥有典型的下歪尾，尾鳍还具有9个手指状的分叉，是原始的叉形尾，上面覆盖有整齐排列的鳞质鳍条，表明鳍条之下有强壮的辐状肌附着。

“九尾狐甲鱼的9个手指状分叉分别保存了舒张和收缩两种不同的状态。这指示了盔甲鱼可能是灵活的游泳者，能够很好地利用肌肉收缩控制尾鳍与水流的接触面积，从而产生不同的推动力。”论文第一作者、古脊椎所研究员盖志琨说。

研究团队综合了包括软骨鱼类和硬骨鱼类在内的61个现生属种和160个现生鱼类游泳速度的数据库，对已经灭绝的古生代鱼类的43个属种，采用最大似然法对包括盔甲鱼类在内的4500个早期脊椎动物系统发育树进行了综合的游泳速度模型分析。结果发现，盔甲鱼类和缺甲鱼类的游动速度最快，而盾皮鱼类、骨甲鱼类和异甲鱼类的游动速度较慢。

过去有假说认为，早期脊椎动物是朝着越来越活跃的食物获取方向演化，即向着游泳速度越来越快的方向发展，并最终导致了有颌类的起源。盖志琨表示，这项研究却表明，这些早期鱼类的巡航游泳速度与系统发育树并不存在关联性。

该研究认为，这些无颌的甲胄鱼类早在颌起源之前就已经发展出一定的生态多样性，并占据不同生态位。这种生态位上的多样化使得原始的甲胄鱼类至少在一定程度上获得了一些比有颌类更加出色的运动优势。

来源：《中国科学报》 ，记者 胡珉琦