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首次发现2.9亿年前史前巨鲨——瓣齿鲨

2021-12-01

科学 2021年5期
关键词:石灰岩灰岩阳泉

[本刊讯] 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所盖志琨副研究员等,首次在山西阳泉地区二叠纪乌拉尔世太原组钱石灰岩层中发现瓣齿鲨化石,这是该属牙齿化石在中国的首次发现,丰富了人们对中国华北地区二叠纪乌拉尔世时期生物多样性的认识,大大扩展了瓣齿鲨在北半球的古地理分布范围,为瓣齿鲨跨古特提斯洋迁徙提供了重要的化石证据,表明当时它已具有跨大洋的迁徙能力,可能是游泳能力很强的顶级掠食者,而非原来认为的底栖食壳类。成果以封面文章形式发表于2021年8月25日的学术期刊《地质学报》(英文版)(Acta Geologica Sinica)。

钱石灰岩层里的史前巨鲨

山西是我国重要的煤炭资源输出地,其煤炭主要形成于晚石炭世至早二叠世,距今3.15—2.7亿年。早在1923年,李四光在阳泉地区水泉沟开展地质调查时,发现6层石灰岩,其中太原组的三层石灰岩自下而上被李四光分别命名为“四节石”灰岩、“钱石”灰岩和“猴石”灰岩。这三套灰岩中富含棘皮类、腕足类、头足类、 类等海洋生物化石,其下覆岩层均为煤层,表明阳泉地区晚石炭世至早二叠世的成煤森林曾多次受到海侵事件影响,导致煤层沉积多次被中断,使得阳泉地区形成多次灰岩—砂岩—煤层的交替沉积。此次重点调查了阳泉地区太原组钱石灰岩层中的瓣齿鲨类及相关生物群,时代为二疊纪乌拉尔世阿瑟尔期—萨克马尔期(Asselian–Sakmaria, 2.90—2.98亿年前)。钱石灰岩作为一套生物沉积碎屑灰岩,富含大量酷似古钱币的海百合茎化石(故称钱石灰岩),此外还伴生大量以长身贝和石燕为代表的腕足动物群及其他以头足动物为代表的海洋生物化石,表明两亿多年前的阳泉是一片靠近赤道的温暖透光的浅海,非常适宜各类海洋生物生存。

最早被研究的古鱼类化石

瓣齿鲨属于有颌类中的软骨鱼类,但并不能归于现生软骨鱼类两大支系板鳃类和全头类中的任何一支,而是更原始的软骨鱼类——真软骨头类(Euchondrocephali),Euchondrocephali意思是“具有真正软骨头颅的鱼类,主要指其颌骨与软骨颅骨愈合成真正的头颅”,它们具有鲨鱼和硬骨鱼的特征。瓣齿鲨目是真软骨头类下一个非常神秘的类群,目前仅有17个属种,且大部分都是零散的牙齿化石。目前仅有两件完整的瓣齿鲨目化石可以窥其全貌,一件来自美国蒙大拿州的贝兰特希鲨(Belantsea),另一件是来自德国和英格兰北部的贾纳萨鲨(Janassa),而瓣齿鲨(Petalodus)则是最早发现和命名的瓣齿鲨类化石。瓣齿鲨属的模式种为Petalodus acuminatus,属的成员被整合为两个种:P. acuminatus和P. ohioensis。

我国的瓣齿鲨类化石最早是杨钟健在1950年代发现的,并命名为兴国瓣齿鱼(Petalodus shingkuoi)(时代为晚二叠世洛平统),被划归到瓣齿鲨目另一个大型属种——巨栉瓣齿鲨(Megactenopetalus)。此次在阳泉钱石灰岩中发现的7件瓣齿鲨牙齿化石,是瓣齿鲨科瓣齿鲨属中的俄亥俄瓣齿鲨(P. ohioensis),是真正的瓣齿鲨属成员,刷新了瓣齿鲨属在全世界的化石分布记录,揭示瓣齿鲨极可能是一类善于游泳的远洋鱼类,这对研究我国华北地区二叠纪海洋生物多样性与分析指示古环境有着重要意义。

(晓 工)

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