来源:中国科普博览 

  2021年8月25日,中科院古脊椎动物与古人类研究所研究人员在学术期刊《地质学报(英文版)》上发表论文,介绍了他们在中国山西省阳泉市发现的史前瓣齿鲨化石,这种远古鱼类的生存年代能够追溯到距今2.98亿至2.9亿年前的二叠纪时期。

2.9亿年前山西阳泉瓣齿鲨的生态复原图(杨定华绘)2.9亿年前山西阳泉瓣齿鲨的生态复原图(杨定华绘)

  这也是中国首次发现瓣齿鲨的化石。此次发现,不仅证明了这种古老的鱼类曾经生活在中国,还让人们重新认识了它的生活习性。

  Part.1

  曾经,山西在海边

  瓣齿鲨是一种原始软骨鱼类,生活在海洋,为什么会在不靠海的山西省发现它的化石?

  研究人员猜测,二叠纪时期的中国比今天更靠近赤道,大部分地区都被温暖的热带浅海淹没,山西正好位于海陆交汇的滨海地带。

  海岸上生长着茂密的森林,这些森林不断地死亡,然后一层层堆积,再经过漫长地压实和变质,最终就变成了地下的煤矿。在煤矿层之间存在着多层石灰层,这些石灰层是因为短时间内海水上涨淹没了陆地而形成的。

  正是在这些石灰层中,古生物学家找到了瓣齿鲨的牙齿化石,此外还发现了像棘皮动物、腕足动物、头足动物等海洋生物的化石。这些遥远史前时代的化石证明,二叠纪时的山西是位于海边的。

  Part.2

  不是“懒弱甜”,而是游泳能力超强的

  顶级掠食者

  瓣齿鲨化石的发现不仅证明山西曾经靠近海,而且改变了我们之前对于瓣齿鲨的传统认识。

  在山西发现瓣齿鲨化石之前,科学界一直认为,瓣齿鲨的游泳能力很弱,大部分时间都呆在海底一动不动。

  俄亥俄瓣齿鲨的化石最早是在北美洲的美国发现,美国与中国相隔万里,怎么会发现同一种古老鱼类的化石呢?

  古生物学家判断,俄亥俄瓣齿鲨应该具有较强的游泳能力,能够跨越大洋进行长距离的迁徙。

  不仅如此,根据这次发现的化石判断,俄亥俄瓣齿鲨体长在3至5米之间,在当时的海洋里可算是大家伙。

  在山西发现的瓣齿鲨化石还改变了我们对于瓣齿鲨生活习性的推测。之前的研究推测瓣齿鲨不仅生活在海底,而且主要以栖息在海底带有硬壳的双壳类、腹足类、甲壳类动物为食。

山西阳泉太原组钱石灰岩里的瓣齿鲨的牙齿化石 (盖志琨摄,杨定华绘制复原图)山西阳泉太原组钱石灰岩里的瓣齿鲨的牙齿化石 (盖志琨摄,杨定华绘制复原图)

  但是,这次在山西发现的瓣齿鲨牙齿具有适于切割猎物身体的刃状边缘和适于固定猎物的根部脊纹,这一切都表明瓣齿鲨会捕食那些大型的、敏捷的猎物。

  看来瓣齿鲨并不是懒洋洋的底栖鱼类,而是凶猛的顶级掠食者,就像今天海洋中的大白鲨一样。

  Part.3

  叫鲨不是鲨

  尽管名字里有个“鲨”字,但是瓣齿鲨与今天鲨鱼的亲缘关系很远。鲨鱼几乎全部属于软骨鱼纲之下的板鳃亚纲,而瓣齿鲨属于软骨鱼纲之下的真软骨头类(Euchondrocephali),这个家族可要比板鳃亚纲原始得多,而且已经全部灭绝了。

  外形上看,瓣齿鲨与鲨鱼差异也很大。真软骨头类的特点就是原始,大部分都是底栖鱼类,缺乏流线的身体和强劲的游泳能力。就拿瓣齿鲨来说吧,它的样子有点像今天的豹纹鲨,脑袋圆而不是尖,头部两侧没有成排的鳃裂,背上也没有三角形的背鳍,胸鳍、腹鳍相当宽大。

生活在海底的豹纹鲨(图片来源:维基百科)生活在海底的豹纹鲨(图片来源:维基百科)

  关于瓣齿鲨的命名,也有一段故事。瓣齿鲨的化石最早由瑞士古生物学家路易斯•阿加西辨认并命名,全名为“Chomatodus acuminatus”。后来,英国著名古生物学家理查德·欧文又根据化石命名了瓣齿鲨“Petalodus”。

  实际上,阿加西和欧文命名的是同一种动物,但是欧文正确辨认出它是一个新物种,所以属名“Petalodus”有效。而阿加西命名的时间更早,种名“acuminatus”有效,所以最终的全名,是将欧文命名的属名和阿加西命名的种名结合在一起:Petalodus acuminatus

  到目前为止,瓣齿鲨属下一共有17个种,俄亥俄瓣齿鲨只是其中的一种。

  此次瓣齿鲨化石的发现,让我们有幸“回到过去”,一窥几亿年前的情景。那时,现在山西的所在地曾是一片汪洋,海中或许藻荇交横,凶猛的古老鱼类穿梭觅食。

  时间在树木中留下年轮,也在生物演化过程中留下痕迹。文明变迁,沧海桑田,它们存在的证据最终被烙印在一块块质地粗糙的石头上,通过一方天地,向今天的人们诉说着当年的故事。


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