中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的吴飞翔研究员及其合作者近期在中国湖南邵阳的动物群中,发现并研究了保存完好的二叠纪棘鳞鲨化石,并将其命名为邵阳棘鳞鲨新种。

这一已灭绝的软骨鱼类生活在距今约2.56亿年前,略早于二叠纪末期的大规模灭绝事件约500万年。此次发现是中国二叠纪地层中首次出土棘鳞鲨化石,为理解二叠纪末期大灭绝前软骨鱼类的多样性演化提供了新的证据。

据吴飞翔研究员介绍,二叠纪-三叠纪大灭绝是地质史上最严重的生态危机之一,对海洋生态系统造成了深远影响。然而,晚二叠世的鱼类化石记录相对匮乏,这限制了对危机前海洋生态系统深入的认知。

研究团队在邵阳动物群的初步考察中,发现了包括头足类无脊椎动物(如菊石、角石)以及多种鱼类(如软骨鱼类、“古鳕类”硬骨鱼、龙鱼类等)。地层学证据表明,该动物群的形成年代仅比二叠纪末大灭绝早约500万年。

邵阳棘鳞鲨的化石以皮齿印痕的形式保存,标本尺寸约3至4厘米高,整体呈狭长的三角形。其最显著的特征是前缘拥有超过40枚发育良好的小棘,数量远超已知的近缘种类;后缘则排列着密集的梳状突起。

此前研究曾根据棘鳞鲨皮齿偶发的成簇保存现象,推测其皮齿遍布背部,使其外观如同海中的刺猬。

吴飞翔指出,棘鳞鲨是一类分类地位尚未确定的神秘软骨鱼类。目前仅发现其孤立的皮齿化石,完整的身体形态仍不清楚。然而,这些皮齿保留了丰富的解剖学信息。已知棘鳞鲨主要出现于晚古生代海相地层,在石炭纪多样性较高且分布广泛,化石主要发现于欧亚大陆和北美,也曾见于澳大利亚。进入二叠纪后,棘鳞鲨的记录显著减少,但该类群一直延续至早三叠世。

除了软骨鱼类,邵阳动物群还出土了硬骨鱼、菊石和直角石等化石,这些化石组合共同描绘了二叠纪末大灭绝前夕罕见的海洋生态系统图景。棘鳞鲨代表了具有古生代特征的软骨鱼类,虽然在大灭绝中幸存,但在三叠纪迅速灭绝。而同期的龙鱼类则在大灭绝后迅速辐射演化。

邵阳动物群保存了二叠纪大灭绝前夕两种演化命运截然不同的类群的交汇点,构成了地质史上一段新旧更替的“生态交接区”。

吴飞翔团队认为,未来棘鳞鲨研究的关键在于发现保存于原位的完整化石材料,以便确定皮齿在身体上的精确位置及其功能。此外,更精细的显微结构研究,以及功能形态学和流体动力学模拟,有望帮助探究这些梳状和棘状结构是否与防御、游泳控制或滤食有关。