安徽早三叠世空棘鱼新种揭示东亚Whiteiidae早期演化与体型分异

《Scientific Reports》：A new coelacanth (Actinistia, Sarcopterygii) from the Early Triassic of Anhui, China

本期推荐一项古鱼类学研究：为解决亚洲早三叠世空棘鱼（Coelacanth）化石记录匮乏问题，研究团队基于安徽和县茅山口晚史密斯期（~249 Ma）的结节标本，命名了Whiteia属新种W. anniae。结果揭示该物种是亚洲最古老的Whiteiidae成员，体型达420 mm以上，填补了该科在东亚早期演化的空白，为三叠纪空棘鱼体型分异与古地理扩散提供了关键证据。

　　

空棘鱼（Coelacanth）是一类生存了数亿年的肉鳍鱼类（Sarcopterygii），其演化历史可追溯至早泥盆世，在二叠纪—三叠纪大灭绝后于早三叠世达到分类多样性的高峰。然而，亚洲地区的早三叠世空棘鱼化石记录极为零散，此前仅有的两个属（Sinocoelacanthus和Chaohuichthys）均基于保存不佳的标本，限制了学界对该类群在东亚演化格局的理解。

为解决这一空白，由戴庆华、徐光辉等组成的研究团队在安徽和县茅山口地区的下三叠统和龙山组海相沉积中发现了两个保存精美的空棘鱼标本。通过系统比较与谱系分析，研究确认这些标本属于空棘鱼目Whiteiidae科的Whiteia属，并建立新种Whiteia anniae。该物种以英国古生物学家玛丽·安宁（Mary Anning）及其中国粉丝戴安尼（Anni Dai）命名，其正模（CHU 2016）与副模（CHU 2017）现藏于巢湖学院化石库。

新种的特征组合使其在Whiteia属内独树一帜：前冠状骨具犬齿状大牙、第一上眶骨与前顶骨后部接触、前眶骨前端达前顶骨前缘水平、尾鳍背叶具14鳍条腹叶具12鳍条、鳞片饰纹为约20条向后中线汇聚的长棱脊等。尤为重要的是，W. anniae的体型估算总长度至少达420 mm，远超早三叠世多数空棘鱼（如Chaohuichthys、Laugia等仅140–303 mm），成为该时期Whiteia属内最大命名物种，填补了早期小型物种与晚三叠世北美大型物种（如W. gigantea）间的体型演化过渡环节。

研究还通过形态学对比与谱系分析（基于最大简约法，PAUP* v. 4.0a169）确认W. anniae与马达加斯加的W. woodwardi构成姐妹群，共同位于Whiteiidae基干位置。这一结果支持Whiteiidae作为三叠纪空棘鱼主要支系的单系性，但其与Axeliidae–Latimerioidei的关系仍存在节点支持度较低的不稳定性。

技术方法概要

研究基于安徽和县茅山口晚史密斯期（Olenek阶）海相结节标本，通过形态解剖学对比、骨骼特征编码（涵盖头骨、鳍肢、鳞片等92个形态性状）与谱系分析（启发式搜索，TBR分支交换策略），结合钙化肺等软组织结构观察，完成新种鉴定与演化位置重建。样本来源于和龙山组黑色页岩—泥岩中的钙质结节，其年代通过牙形石生物地层学限定为~249 Ma。

系统古生物学

Whiteia anniae的鉴定依赖以下属级特征：吻部延长（前眶长占头骨长1/3以上）、后顶骨盾短宽（约为顶骨盾一半）、前顶骨与后顶骨等长、具多块盖骨与上眶骨、第一上眶骨特大且接近泪颧骨、前鼻孔由前上颌骨参与形成等。新种独有的自衍征（如冠状骨犬齿、眶前骨前位等）进一步强化其分类有效性。

形态描述

头骨区显示顶鼻盾显著长于后顶骨盾（51 mm vs. 27 mm），具三块鼻骨与两对顶骨，眶前骨前端达前顶骨前缘水平。上颌前缘具6枚 enlarged conical teeth，下颌前冠状骨带1–2枚犬齿。鳃盖骨呈梯形且前腹角圆钝，表面具放射状细纹。

鳍肢结构中，前背鳍具8根 segmented rays，尾鳍背叶与腹叶分别具14和12根鳍条，副鳍叶由4根细长鳍条代表。脊柱由49个神经弓与22个脉弓组成，无肋条骨化。鳞片饰纹为约20条向后汇聚的棱脊，区别于Whiteia属其他种的平行脊或瘤点装饰。

异常保存特征

正模标本腹腔内识别出钙化肺（calcified lung），呈卵形并被骨板包围，后缘达第22神经弓水平。该结构可能与流体静压调节功能相关，在Whiteia属内仅W. uyenoteruyai曾有报道，但后者肺叶更长，差异可能源于保存偏差。

谱系分析

将W. anniae纳入已有形态矩阵（92性状，25类群）后，最大简约分析得到216棵最简树（树长=347步）。严格共识树显示新种与W. woodwardi构成姐妹群，共同位于Whiteiidae基干，但Whiteiidae与Latimerioidei的姐妹关系仅具低Bremer支持（衰减指数=1），反映三叠纪空棘鱼谱系拓扑尚存不确定性。

讨论与意义

Whiteia anniae的发现将Whiteiidae在亚洲的地史记录提前至早三叠世晚期（~249 Ma），较此前中—晚三叠世的Guizhoucoelacanthus早900万年，证实该科在潘吉亚超大陆的广泛扩散。其大型体型（TL≥420 mm）挑战了“Whiteia属均为小型类群”的传统认知，衔接了早三叠世非洲—欧洲小型物种与晚三叠世北美巨型物种（W. gigantea）间的形态鸿沟，为研究空棘鱼体型演化与生态适应提供了关键节点。

本研究发表于《Scientific Reports》，通过多学科手段揭示了东亚早三叠世空棘鱼的演化独特性，为理解三叠纪海洋脊椎动物复苏与生物地理格局提供了关键实证。未来需进一步整合显微结构与地球化学数据，深化对空棘鱼适应策略与古环境响应的认知。