探秘史前世界的“古魚雷達”發現九尾狐甲魚、探尋史前古海洋……

山東科技大學1998級校友蓋志琨講述與“古魚”不解之緣

你相信人是由魚演變而來嗎？你能想象出4.38億年前的長江流域附近曾有一片“古海洋”？你想知道數億年前的神秘古魚都長什么樣？發掘自然起源，探尋人類演變，一直是全球多個領域內的科學家們孜孜以求的探究方向。近日，山東科技大學地球科學與工程學院1998級校友，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員蓋志琨剛剛發現了距今約4.1億年前（早泥盆世布拉格期）廣西古魚類特異埋藏生物群中盔甲魚類新屬種——“九尾狐甲魚”。該成果被公布后，備受全球古生物學家關注，這是目前發現的世界首個完整保存尾鰭的盔甲魚類化石。今天是五四青年節，許許多多與蓋志琨一樣的高校青年科研人常年深耕科研一線。他們追溯人類發展，開拓科技步伐，為人類認知世界解鎖了無限神秘。就讓我們一起走進他們的世界，傾聽青年科研人的奮斗故事。

發現4.1億年前的“魚”

剛剛過去的4月，記者從中國科學院古脊椎動物與古人類研究所獲悉，山東科技大學校友蓋志琨教授及團隊在距今約4.1億年前（早泥盆世布拉格期）廣西古魚類特異埋藏生物群中，發現了一個盔甲魚類新屬種“九尾狐甲魚”。這是目前發現的世界首個完整保存尾鰭的盔甲魚類化石。

“這一新屬種的尾鰭具有9個手指狀分叉，所以將其命名為‘九尾狐甲魚’。”蓋志琨介紹，我國最早發現盔甲魚類化石可以追溯到1913年。但由于盔甲魚類的身體主要由軟骨和零散鱗片組成，很難完整保存為化石。因此，其頭后身體解剖難題在過去100多年里都沒有解決。直到2022年，“重慶特異埋藏化石庫”中發現的靈動土家魚首次揭示了盔甲魚類身體的全貌，但仍缺失尾鰭細節。此次發現的九尾狐甲魚，補上了最后一塊拼圖，揭開了盔甲魚類尾巴的神秘面紗。

九尾狐甲魚生態復原圖。

“此次發現的九尾狐甲魚長約10厘米，身體和頭甲長度均約5厘米，全身覆蓋細小的菱形鱗片，并呈現有規律的、傾斜排列的鱗列。除了擁有盔甲魚類典型的下歪尾，其尾鰭還具有9個手指狀分叉，是原始的叉形尾，上面覆蓋有整齊排列的鱗質鰭條，表明鰭條之下有強壯的輻狀肌附著。”蓋志琨表示，魚類尾鰭的面積和形狀被認為是檢驗魚類游泳能力的關鍵指標。其實，該項發現已經不是蓋志琨探尋古生物世界收獲的第一項成果。他就像一臺“古魚雷達”，能不斷探尋遺落掩蓋在滄海桑田下的史前遺跡。此前幾年，他曾在云南曲靖“古魚王國”發現了一種生活在4.1億年前早泥盆世的小魚——長吻三歧魚；還有4.1億年前最原始鴨吻魚類。去年7月，蓋志琨還帶領團隊在云南楚雄彝族自治州東北部武定縣中泥盆世艾菲爾期（大約3.9億年前）海口組中，發現了多鰓魚類化石——東方魚。此外，2021年蓋志琨還曾首次發現2.9億年前的史前巨鯊——瓣齒鯊。

通過化石發現史前古海洋

通過對一系列古魚類化石開展深入研究，去年4月，蓋世琨和團隊在江西武寧縣志留紀地層中，首次發現距今約4.38億年的兩個盔甲魚類化石新屬種——“俊卿清水魚”和“刺猬安吉魚”，這一發現促使他們對該地區展開地毯式搜索。在2002年至今長達20多年的時間里，蓋志琨團隊在全國10多個省近50個縣的地域內先后開展了大量的野外考察，也曾發現了盔甲魚類化石，而盔甲魚是我國志留系淺水海相紅層中的常見分子。這些豐富的證據足以證明，大約在4.38億年前，我們國家整個以長江流域為主的廣大地區，曾是一片淺海。

“該海域被進一步分為上、下揚子海，兩者通過一狹長的水道相連。”蓋志琨表示，從種種遺留下來的化石依據推斷，今天遠在4000公里之外的塔里木盆地并不在現在的位置，而是與我國的華南板塊相連，因此兩地的古魚類面貌非常相似。而古生物化石證據在證明大陸漂移假說的過程中起了非常關鍵的作用。“盔甲魚是一類營底棲濾食性生活的魚類，主要生活環境為靠近古陸邊緣的淺海地帶，根據現有化石記錄，特列奇期早期的魚類化石總體上沿華夏古陸和滇黔古陸的北緣分布，進一步印證了在4.38億年前的志留紀早期，我國以長江流域為主的廣大地區曾是一片廣闊的海洋——揚子海。”

提出人類起源新理論

探究人類起源，一直是全球各領域科學家們孜孜以求的方向。人們一直相信，人類是從猿類演變而來，而蓋志琨通過在古生物領域的深耕探究，提出了另一個更有科學依據的理論。去年，蓋志琨研究團隊首次揭示人類的中耳曾經是魚類用來呼吸的鰓。“人類中耳包括鼓膜室、傳導聲音的3塊聽小骨和通向口腔的咽鼓管等，是人類擁有靈敏聽覺的秘訣所在。”蓋志琨說，目前已經有充分胚胎和化石證據證明，人類的中耳是從魚類的噴水孔演化而來。

長吻三歧魚化石。

2002年起，蓋志琨團隊在浙江長興距今4.38億年前的志留紀早期海相紅層中開展野外工作，并在這里找到了一種最為原始的真盔甲魚化石，后來把它命名為曙魚。2006年，研究團隊應用三維重建軟件對曙魚的腦顱進行三維虛擬復原，在只有指甲大小的腦顱里，幾乎重現了曙魚所有腦區、感覺器官及頭部神經與血管的通道。通過對曙魚腦顱三維虛擬模型的深入研究發現，盔甲魚類的鰓弓跟腦顱愈合成一個主要起防護作用的頭甲，并發現了眼睛之后的第一鰓囊。“雖然發現了鰓囊，但是要想證明它是一個具有正常呼吸功能的鰓，還缺少整個證據鏈條中的最后一環，即找到在該鰓囊中存在鰓絲的化石證據。”為了獲取最關鍵的化石證據，蓋志琨帶領團隊又來到云南曲靖早泥盆世地層開展了長達數年的野外發掘工作。2017年，經過研究團隊持續不懈的努力，終于在曲靖面店水庫附近西山村組深灰色粉砂巖中，首次采集到了在第一鰓囊中完整保存鰓絲印痕的寬甲魚的化石，進一步證明了盔甲魚的第一鰓囊是具有正常呼吸功能的鰓，從而為脊椎動物噴水孔的起源提供了最為確切的解剖證據和化石證據。

／幕后 ／

每天凌晨4點上崗

沉迷化石已11年

在古生物研究領域，蓋志琨憑借自己的努力，逐步取得了一些成果。但他謙虛地將功勞歸于好運。2012年蓋志琨學成歸國后，除野外科考之外，他幾乎每天都會在凌晨4點走進辦公室，一頭扎進4億年前的古魚類化石里，一絲不茍地在這些化石中間尋找著生命演化的蛛絲馬跡。

1978年，出生于山東省招遠市的蓋志琨家境并不富裕，小小年紀的他就立志要發奮讀書改變命運。1998年考入山東礦業學院（現山東科技大學），2002年考入中科院古脊椎所攻讀碩士學位，開始從事中國的盔甲魚類研究。陰差陽錯地與盔甲魚結緣，起初他還不清楚自己對這個領域是不是有興趣，但他始終堅信一個簡單的道理——你要先把事情做到極致，才能談是不是有興趣。

奔波在野外科考的蓋志琨。

在盔甲魚類的演變史中，該類化石絕大部分發現于中國，因此中國在解決一些重大的演化問題上有著得天獨厚的優勢。然而，與歐美的骨甲魚類相比，中國盔甲魚類研究比西方整整晚了半個世紀。蓋志琨在接手盔甲魚研究的時候，雖然當時已經發現了五六十種盔甲魚類，但他依然面臨兩大歷史遺留的世紀難題，即盔甲魚類的腦顱內部解剖和頭后身體解剖。為了解決這一難題，蓋志琨每年都獨自一人前往浙江長興一帶尋找化石，在那里一待就是幾個月。“對古生物學家來說，野外就是你最大的實驗室，像搞物理化學實驗一樣，要面臨許多次失敗，但只要不輕言放棄，持之以恒地做下去，總有一天你會有收獲！”在過去11年里，蓋志琨帶領年輕團隊風餐露宿進行野外科考，南至海南保亭，西至西藏阿里無人區，東至浙江長興，西北至新疆阿勒泰，東北至黑龍江雙鴨山，西南至中越邊境，積累了大量早期魚類的化石材料。（觀海新聞/青島早報記者 鐘尚蕾 圖片均由受訪者提供）