近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員盧靜帶領的中澳研究團隊首次在蘇格蘭以外地區(qū)報道了神秘的早期脊椎動物“古椎魚”屬化石，并命名為南方古椎魚（Palaeospondylus australis）。這一發(fā)現(xiàn)不僅將該屬的年代記錄提前了約1000萬年，并為破解古椎魚長期懸而未決的系統(tǒng)發(fā)育位置提供了關鍵證據(jù)。
古椎魚最早于1890年在蘇格蘭發(fā)現(xiàn)，憑借獨特而模糊的形態(tài)特征，被視為“最神秘的早期脊椎動物”之一。盡管已有數(shù)千件蘇格蘭標本被發(fā)現(xiàn)，但因骨骼結構受到壓扁與獨特組織學的影響，其分類地位長期存在爭議，曾被歸入從無頜類到早期有頜類，甚至四足動物祖先的多個類群中。
澳大利亞昆士蘭州以保存大型脊椎動物化石著稱。此次研究聚焦于迄今在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的體形最小的脊椎動物之一。南方古椎魚化石發(fā)現(xiàn)于澳大利亞昆士蘭州喬治娜盆地，地層年代約為距今4億年前的早泥盆世埃姆斯期，與其共生的還有無頜類、有頜盾皮魚、早期鯊魚、棘魚類及多種硬骨魚類如骨鱗魚、全褶魚、肺魚和爪齒魚，勾勒出早泥盆世邊緣海洋豐富多樣的生態(tài)圖景。
此次發(fā)現(xiàn)的南方古椎魚雖保存零散，但經(jīng)酸處理后，顯示出三維立體保存的腦顱與礦化組織結構?？蒲袌F隊通過高精度CT掃描與三維重建，首次全面還原了古椎魚的腦顱結構，包括三對半規(guī)管和神經(jīng)通道，提供了判斷其系統(tǒng)發(fā)育位置的關鍵形態(tài)學證據(jù)。同時，為提升蘇格蘭古椎魚CT數(shù)據(jù)的重建質(zhì)量，團隊開發(fā)了全新的跨平臺體數(shù)據(jù)重建方法，突破了不同三維軟件間的兼容性限制，實現(xiàn)了古椎魚腦顱的高效重建與交叉驗證。這一技術有望廣泛應用于古生物CT數(shù)據(jù)的深度解析與三維重建和數(shù)據(jù)共通與交叉驗證中。
基于最新形態(tài)學數(shù)據(jù)的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，古椎魚更可能屬于軟骨魚類（如鯊魚與鰩魚）譜系，而非部分早期研究假設的四足動物干群。古椎魚典型的蜂窩狀組織結構與細長的背囟等特征，支持其作為早期軟骨魚類基干成員的新解釋。
南方古椎魚的發(fā)現(xiàn)擴展了古椎魚屬的地理與地層分布范圍，并提示早期脊椎動物在全球范圍內(nèi)可能存在更復雜的古地理聯(lián)系與擴散路徑，具有重要的科學意義。
相關研究成果作為封面文章，發(fā)表在《國家科學評論》（National Science Review）上?！秶铱茖W評論》同期評述提出：“這項工作不僅解答了困擾古生物學界上百年的謎團，也為理解早期脊椎動物的多樣性與演化提供了全新視角?！?/p>
澳大利亞昆士蘭喬治娜盆地南方古椎魚野外化石點
南方古椎魚化石照片（左）、三維重建（中）及各骨片生活位置恢復圖（右）
蘇格蘭古椎魚化石照片（左）與CT數(shù)據(jù)跨平臺三維重建結果（右）
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