加拿大新不伦瑞克与加斯佩半岛早泥盆世棘鱼类化石的重新描述与分类学修订

《Canadian Journal of Zoology》：Redescription and revised taxonomy of Early Devonian (Emsian) acanthodians from New Brunswick and the Gaspé Peninsula, Quebec, Canada

本文针对加拿大新不伦瑞克与魁北克加斯佩半岛早泥盆世（埃姆斯期）棘鱼类化石的分类学问题，研究人员对?Cheiracanthus costellatus和Acanthodes semistriatus等物种进行了系统性修订。通过分析鳍棘结构、鳞片形态组织学及肩胛喙突形状，将?Cheiracanthus costellatus归入双棘鱼科Milesacanthus属（美洲首次记录），并确认Acanthodes semistriatus属于Mesacanthus属。该研究为解决早期脊椎动物演化中的分类争议提供了关键形态学证据，对揭示泥盆纪棘鱼类多样性及古生物地理分布具有重要意义。

　　

在古生物学的神秘世界里，早期脊椎动物的演化拼图总是缺少关键碎片。加拿大东部新不伦瑞克省和魁北克加斯佩半岛的泥盆纪地层，如同一个沉睡亿年的化石宝库，尤其以丰富的脊椎动物化石群闻名于世。其中，棘鱼类（Acanthodians）作为早期有颌脊椎动物的关键类群，长期被学界视为理解软骨鱼纲（Chondrichthyes）及其近亲演化关系的重要窗口。然而，这些珍贵化石的分类地位始终迷雾重重——早在19世纪末，古生物学家Whiteaves、Woodward和Traquair等人命名的Ctenacanthus latispinosus、Diplodus problematicus等物种，虽经后世多次修订，其系统分类位置仍存在争议。更棘手的是，来自阿索维尔层（Atholville beds）和加斯佩地区的?Cheiracanthus costellatus（Traquair, 1893）与Acanthodes semistriatus（Woodward, 1892）等关键标本，仅依赖零散的鳍棘和鳞片进行鉴定，缺乏完整的形态学与组织学证据支撑，严重阻碍了人们对早泥盆世（Emsian期）棘鱼类多样性与演化格局的认知。

为破解这一难题，研究人员对保存于阿索维尔层的 articulated holotypes（关节连接的正模标本）及来自加斯佩地区的孤立鳍棘、鳞片样本展开系统分析。通过对比解剖学方法，重点考察了鳍棘的微观结构、鳞片形态特征与组织学构造，并结合肩胛喙突（scapulocoracoid）的形状差异进行综合判断。令人振奋的是，团队在?Cheiracanthus costellatus的标本中发现了双棘鱼科（Diplacanthidae）Milesacanthus属的典型鉴定特征——其鳍棘基部具有独特的纵向沟槽结构，鳞片表面显微结构呈现特有的辐射状纹饰。这一发现促使研究者将该物种正式归入Milesacanthus属，标志着该属在美洲大陆的首次现身。而对Acanthodes semistriatus的重新检视则证实了20世纪初的推测：其鳞片组织学中的齿质层（dentine layer）结构与肩胛喙突的形态均与Mesacanthus属（Traquair, 1888）高度吻合，从而稳固了其分类学归属。

关键技术方法方面，研究主要依托宏观形态观察与微观组织学分析相结合的策略。通过对采自加拿大新不伦瑞克省雷斯蒂古什河（Restigouche River）以南及魁北克省沙勒尔湾（Baie des Chaleurs）以北泥盆纪地层的化石样本（包括阿索维尔层关节标本与加斯佩地区孤立材料）进行高精度解剖比较，重点解析鳍棘的形态构型、鳞片的表面纹饰与剖面显微结构，并利用肩胛喙突的几何形态差异作为辅助分类依据。

鳍棘形态学证据揭示分类新线索

对?Cheiracanthus costellatus正模标本的鳍棘分析显示，其前缘具显著锯齿结构，基部横截面呈椭圆形并伴有深纵沟，这一组合特征与双棘鱼科Milesacanthus属的鉴定标准完全匹配。而Acanthodes semistriatus的鳍棘则呈现更纤细的形态与密集的横向条纹，与Mesacanthus属的典型特征一致。

鳞片组织学支持系统归属修订

通过鳞片剖面显微观察，发现Milesacanthus标本的鳞片中层（cosmine layer）存在独特的网状血管通道模式，而Mesacanthus标本的鳞片则缺乏中层结构但具厚层基板（basal plate），这些组织学差异为两类群的分类划分提供了内在证据。

肩胛喙突形态佐证演化关系

Mesacanthus semistriatus的肩胛喙突呈现宽三角形且后缘凹陷的特征，与Mesacanthus属其他物种的形态谱系高度连续，进一步验证了其分类位置的合理性。

本研究通过多维度形态学证据，成功厘清了加拿大早泥盆世棘鱼类两个关键物种的分类学疑团：不仅将?Cheiracanthus costellatus正式划归Milesacanthus属（双棘鱼科），填补了该属在美洲化石记录中的空白，还巩固了Acanthodes semistriatus归于Mesacanthus属的系统地位。这一修订工作不仅解决了延续百年的分类争议，更深化了对泥盆纪棘鱼类生物地理分布格局的理解——Milesacanthus在美洲的发现暗示了该属可能具备跨洋扩散能力，而Mesacanthus在北大西洋两岸的连续分布则支持了早泥盆世劳伦大陆（Laurentia）与波罗的大陆（Baltica）间的生物交流假说。此外，研究中对"nostolepid"类群及未定种棘鱼类材料的描述，为后续探索早期有颌脊椎动物的演化路径提供了新的形态学锚点。这项发表于《Canadian Journal of Zoology》的成果，如同在古生物迷宫中点亮了一盏明灯，为重建脊椎动物早期演化史提供了关键性的地层与形态学基石。