海翼水下滑翔机的动力：水下滑翔机玉海翼角鱼

玉海翼角鱼化石照片。盖志琨摄

玉海翼角鱼复原图。郭肖聪绘

玉海翼角鱼生态复原图。杨定华绘

1987年早期脊椎动物国际研讨会在中国举行，刘玉海先生（右一）与古鱼类学家张国瑞（右二）、杨加文（中）、刘时藩（左二）和王念忠（左一）在一起。澳大利亚杨加文提供

玉海翼角鱼 Ｐｔｅｒｏｇｏｎａｓｐｉｓ ｙｕｈａｉｉ

■分类位置：盔甲鱼亚纲—真盔甲鱼目—三尖鱼科—翼角鱼属

■化石产地：云南曲靖

■层位与时代：徐家冲组，泥盆纪早泥盆世布拉格期（距今约4．1亿年）

近日，国际学术期刊《解剖学记录》在线发表了关于盔甲鱼类玉海翼角鱼的最新研究成果，报道了云南曲靖早泥盆世布拉格期徐家冲组发现的玉海翼角鱼的新材料，首次完整呈现了玉海翼角鱼全貌，并揭示了盔甲鱼类食道与背主动脉的位置关系，解开了七鳃鳗、骨甲鱼类背主动脉和食道向右漂移的不对称之谜。

20世纪90年代初，我国著名古鱼类学家朱敏在云南曲靖地区进行野外地质调查时，首次发现玉海翼角鱼化石，化石产出层位系早泥盆世布拉格期徐家冲组。1992年，朱敏在《古脊椎动物学报》上正式命名并发表了玉海翼角鱼。属名指示了其具有一对侧向延伸的翼状的角，种名则赠给了盔甲鱼类研究第一人刘玉海先生。除此以外，该属的头甲前缘向前突起形成一个长吻突，与一对角组成近三角形的头甲，正好与“三尖鱼科”的“三尖”相合，可以说是名副其实。虽然玉海翼角鱼的正型标本是一件比较完整的头甲，揭示了头甲背面的关键形态学特征，但遗憾的是标本没有保存头甲腹面的形态学特征。

2018年，在朱敏牵头下，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与曲靖师范学院联合组建了自然历史文化研究中心，以加强对曲靖古鱼化石的挖掘与保护力度。随后，到玉海翼角鱼的模式产地找到更多新的化石材料提上了考察日程。在朱敏带领下，野外团队在徐家冲水库边上重新找到了徐家冲组中含鱼化石的层位位置。此后，盖志琨研究员带领曲靖自然历史文化研究中心的人员，经过两年的野外挖掘，又在该化石层发现了大量早期脊椎动物化石。2019年，本科生孟馨媛经过中国海洋大学推免，到中国科学院古脊椎动物与古人类研究所攻读硕士学位，在盖志琨研究员指导下，开展中国盔甲鱼类的研究，硕士论文题目是“云南曲靖早泥盆世真盔甲鱼类形态学与系统学研究”，研究对象中就包括16件玉海翼角鱼的新标本。这16件玉海翼角鱼的新标本正是研究团队自2019年以来多次对云南曲靖徐家冲村徐家冲组实地考察所得，保存了许多新的形态学信息，如角与内角之间的头甲边缘呈锯齿状、具中横联络管的残迹、葫芦形的口鳃窗、六对鳃囊等。经过4年研究，玉海翼角鱼的研究成果，终于得以在具有百年历史的国际学术期刊《解剖学记录》上发表。就这样从张弥曼院士到朱敏院士，从朱敏院士到盖志琨研究员，从盖志琨研究员到孟馨媛，经过长达30年四代师生的接力研究，终于使玉海翼角鱼的全貌完整呈现在世人面前。如今孟馨媛也顺利硕士毕业，到布里斯托大学攻读博士学位，继续从事中国盔甲鱼类的研究。

玉海翼角鱼以长吻突和侧向伸展的角、发育的内角、纵长裂隙形的中背孔、真盔甲鱼型的侧线系统、具三对侧横管、细小粒状突起的纹饰为主要特征，这在真盔甲鱼目中是一个非常独特的存在。对盔甲鱼类最新系统发育分析结果表明，翼角鱼属、三尖鱼属与镰角鱼属的亲缘关系更近，它们构成一个单系类群——三尖鱼科；真盔甲鱼属、西屯鱼属和盾鱼属构成另一个单系类群——真盔甲鱼科。三尖鱼科和真盔甲鱼科分别占据了不同的形态空间，定义前者的特征为吻突以及角和内角组合呈镰刀状，而定义后者的特征为内角缺失。一直以来，大部分盔甲鱼被认为是营底栖性的鱼类，生活于具泥沙质基底的海底环境中，活动能力不强。而最近对盔甲鱼类和骨甲鱼类的流体力学模拟实验结果显示，翼角鱼和华南鱼类具有的类似滑翔机机翼的角指示盔甲鱼类可能像一些骨甲鱼类一样，具有自主游泳的能力，这为它们提供了占据更广阔生态位的机会。而盔甲鱼类和骨甲鱼类的角、吻突、头甲边缘的锯齿等，可能是由于相似的生活方式而导致的趋同演化，若去除这些特征进行分析，很可能会对现有的早期脊椎动物系统发育关系产生新的见解。

种名“玉海”背后的故事

1992年，朱敏院士在命名“玉海翼角鱼”时，将种名送给了盔甲鱼类研究的奠基人刘玉海先生，以致敬他在中国盔甲鱼类的研究中所做的开拓性工作。

刘玉海先生1935年出生于山东滕州，早年在南开大学学习的时候，受到著名水生生物学家顾昌栋和方宗熙先生在进化论和解剖学方面的亲自指导，生物学基础极为扎实，语言功底也非常深厚。

1957年9月，刘玉海先生从南开大学毕业，被分配到中国科学院古脊椎动物与古人类研究所工作，他与张弥曼、王俊卿、王念忠、张国瑞和刘时藩一起成为新中国最早一批从事泥盆纪古鱼类研究的学者，被尊称为“泥盆纪六君子”。他们一起完成的“华南泥盆纪鱼化石研究”项目先后获得中国科学院自然科学奖一等奖（1993年）和国家自然科学奖二等奖（1995年），为中国古生代古鱼类的研究奠定了坚实的基础。

早在1960年，刘玉海先生便赴云南曲靖采集鱼类化石，在那个缺衣少粮、交通极不发达的年代，先生经常在野外一待就是半年。先生回忆，在野外考察期间，有一次由于饥饿，忍不住吃了野果子，没想到果子有毒，结果上吐下泻。

1963年，刘玉海先生在曲靖寥廓山发现鱼类化石，并定名为计氏云南鱼。该鱼属于胴甲鱼类。

刘玉海先生是中国最早研究盾皮鱼类的学者之一。1965年，先生在《古脊椎动物学报》上首次对中国所发现的盔甲鱼类进行系统描述，成为盔甲鱼类研究第一人。先生一生发表有关泥盆纪鱼类文章数十篇。张弥曼院士是刘玉海先生最早的同事之一，她深情地回忆道：“刘玉海先生比我早一年来到所里，我们在同一个办公室一起工作了很多年。我到浙江的第一次野外考察，就是在先生的陪同下前往的。先生是一位十分聪颖，又极其好钻研的人，他对古鱼类的研究有浓厚兴趣。”