Interessante urzeitliche Lebewesen: Tausende Kilometer voneinander entfernt in Zhejiang und Xinjiang wurden 438 Millionen Jahre alte Fossilien des „Changxing-Fisches“ gefunden, was die Hypothese der Kontinentalverschiebung beweist

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Gai Zhikun (Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Anmerkung des Herausgebers: Um das Geheimnis der wissenschaftlichen und technologischen Arbeit zu lüften, hat Chinas Spitzentechnologieprojekt eine Artikelserie mit dem Titel „Ich und meine Forschung“ gestartet und Wissenschaftler dazu eingeladen, eigene Artikel zu schreiben, ihre wissenschaftlichen Forschungserfahrungen zu teilen und eine wissenschaftliche Welt zu schaffen. Folgen wir den Entdeckern an der Spitze von Wissenschaft und Technologie und begeben wir uns auf eine Reise voller Leidenschaft, Herausforderungen und Überraschungen.

Das von mir geleitete Forschungsteam ist ein sehr junges Team, das nach über 20 Jahren Einarbeitungszeit unter der sorgfältigen Anleitung von Akademiker Zhu Min allmählich herangewachsen ist. Das Team beschäftigt sich hauptsächlich mit der Erforschung des Ursprungs, der Evolution und der damit verbundenen Biostratigraphie und Paläobiogeographie der chinesischen Panzerfische.

Der Panzerfisch ist eine Panzerfischart, die nur in Ostasien vorkommt und vor mehr als 400 Millionen Jahren lebte. Es wurde nur in den silurisch-devonischen Schichten in meinem Land und im Norden Vietnams gefunden. Die Entdeckung gepanzerter Fischfossilien in meinem Land lässt sich auf den Beginn des letzten Jahrhunderts zurückführen. Im Jahr 1913 reiste Herr Ding Wenjiang, der Begründer der Geologie meines Landes, während seiner Tätigkeit als Direktor des Geologischen Dienstes Chinas und des Instituts für Geologie allein zu Forschungsarbeiten nach Yunnan. Er sammelte Fischfossilien aus der Xishan-Dorfformation des frühen Devon im Cuifeng-Berg und im Liaojiao-Berg (heute „Liaokuo-Berg“ genannt). Diese Fischfossilien wurden später vom amerikanischen Paläontologen Grabau als Cephalaspis sp. identifiziert. , der Panzerfisch, den wir heute kennen. Es dauerte jedoch bis zum Jahr 1965, bis der chinesische Paläoichthyologe Liu Yuhai die erste systematische paläontologische Beschreibung der Panzerfischfossilien meines Landes vorlegte und damit der erste Mensch war, der Panzerfische erforschte. In den vergangenen 100 Jahren hat China dank der Bemühungen mehrerer Generationen chinesischer Paläontologen insgesamt etwa 100 Arten von Panzerfischen benannt und eine Unterklassen-Klassifikationseinheit erstellt, wodurch diese Fischarten neben den Osteocheliden, Heterocheliden, Ecliptocheliden und Antocheliden zu einer der fünf Hauptgruppen von „Panzerfischen“ wurden.

In den späten 1990er Jahren, als Liu Yuhai, Pan Jiang, Wang Nianzhong, Wang Junqing und andere Paläontologen der älteren Generation, die Panzerfische erforscht hatten, in den Ruhestand gingen, sah sich die chinesische Panzerfischforschung auch mit der peinlichen Situation eines Mangels an Nachfolgern konfrontiert und brauchte dringend junge Leute, um frisches Blut in die Forschung zu bringen.

Im Jahr 2002 schloss ich mein Studium an der Fakultät für Geowissenschaften der Shandong University of Science and Technology ab und wurde für ein Masterstudium an das Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften aufgenommen. Ich hatte das Glück, der erste Schüler von Akademiemitglied Zhu Min zu werden und begann, die Forschung über chinesische Panzerfische zu übernehmen. Im Jahr 2006 erhielt ich ein Vollstipendium der Royal Society für ein Doktoratsstudium an der University of Bristol (Großbritannien) unter der Leitung von Professor Philip CJ Donoghue, einem Mitglied der Royal Society, und setzte meine Forschungen über chinesische Panzerfische fort.

Im Jahr 2012 kehrte ich nach Abschluss meines Studiums nach China zurück und arbeitete am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, wo ich Studenten anleitete, eingehende Forschungen zur Morphologie, Anatomie, Systematik und Ökologie chinesischer Panzerfische durchzuführen . Wir brauchten zwei Jahrzehnte, um zwei Jahrhunderte alte Probleme erfolgreich zu lösen: die innere Anatomie des Schädels und die Anatomie des Körpers hinter dem Kopf von Panzerfischen. Dies lieferte den wichtigsten fossilen Beweis für die Theorie des entwicklungsbedingten Ursprungs des menschlichen Kiefers, des Ursprungs der Kiemen des Mittelohrs und des Ursprungs der Flossenfalten der Gliedmaßen .

Nachdem die Forschungsergebnisse 2011 und 2022 als Titelempfehlung bzw. Titelartikel im Magazin Nature veröffentlicht wurden, erregten sie in der akademischen Gemeinschaft große Aufmerksamkeit und galten als klassischer Fall der evolutionären Entwicklungsbiologie. Sie wurden nach und nach in mehr als ein Dutzend Lehrbücher in Europa, den Vereinigten Staaten, Japan und anderen Ländern und Regionen aufgenommen, beispielsweise in „Evolutionary Developmental Biology“, „Evolutionary Neurology“, „Life History“ und „Vertebrate Paleontology“. Gleichzeitig leite ich Studierende an, Forschungen zur Biostratigraphie und Paläobiogeographie von Panzerfischen durchzuführen.

Paläontologische Fossilienfunde spielten eine entscheidende Rolle beim Beweis der Hypothese der Kontinentalverschiebung . Im Jahr 1910 entdeckte der berühmte deutsche Meteorologe und Geophysiker Wegener, dass die Formen der beiden Seiten des Atlantischen Ozeans komplementär waren, was zur Idee der Kontinentaldrift führte. Er glaubt, dass die Erdkruste vor 200 Millionen Jahren ein zusammenhängendes Ganzes war, sich später jedoch aufgrund der Einflüsse verschiedener Kräfte weiter aufspaltete und in ihre heutige Position driftete.

Zur Überprüfung dieser Hypothese haben Wissenschaftler zahlreiche Beweise gefunden. Einer der überzeugendsten Beweise ist der fossile Fund des Urlebewesens Dicynodont . Dicynodont ist ein säugetierähnliches Reptil, das vor etwa 200 Millionen Jahren lebte. Es lebte hauptsächlich an Land und konnte nicht über das Meer wandern. Seine Fossilien sind jedoch in den Schichten vom späten Perm bis zur frühen Trias in Xinjiang, meinem Land, im südlichen Afrika, in Indien, der Antarktis und an anderen Orten weit verbreitet. Ihre weite Verbreitung über die Ozeane lässt stark darauf schließen, dass sich diese Fossilienfundstätten damals möglicherweise auf demselben vereinten Kontinent befanden – Gondwana.

Chinesische Panzerfische spielen auch eine wichtige Rolle beim Beweis der Theorie der Plattendrift! Panzerfische sind eine Fischart, die vorwiegend in Lagunen, Deltas, Küsten- und Flachwassergebieten nahe der Grenze zu Urland lebt und sich überwiegend von benthischen Organismen als Filterfresser ernährt. Die meisten Panzerfische haben einen flachen Kopfpanzer und keine gepaarten Flossen, was darauf hindeutet, dass sie schlecht schwimmen können und sich nur eingeschränkt ausbreiten und wandern können. Das weite Land und der weite Ozean werden zu Hindernissen für ihre Ausbreitung und Migration. Daher haben Panzerfische eine starke einheimische Farbe und ihre Verbreitung kann zur Unterteilung paläobiogeografischer Regionen verwendet werden.

Kürzlich veröffentlichten meine Studenten Li Xutong, Zhang Yumeng, Shan Xianren und andere einen Titelartikel im Journal of Geology (englische Ausgabe), in dem sie über einen wichtigen Fortschritt in unserer Forschung zur Paläobiogeographie gepanzerter Fische im frühen Silur berichteten. Das heißt, wir haben sowohl auf der Südchinesischen Platte als auch auf der Tarimplatte Spuren des Panzerfisches Changxingyu gefunden. Dies bereichert nicht nur unser Verständnis der Morphologie und Diversität von Changxingyu, sondern liefert auch neue Beweise für die Theorie der Plattendrift [1].

Das Cover zeigt eine riesige Wellenstruktur, die das Forschungsteam im unteren Silur-System des Tarim-Beckens in Xinjiang entdeckt hat und die auf eine flache Meeresumgebung hindeutet. Nianzhong Changxingichus und Gu's Changxingichus lebten möglicherweise vor etwa 438 Millionen Jahren in derselben flachen Meeresumgebung rund um die Tarim-Südchinesische Platte.

(Bildquelle: Cover von Acta Geologica Sinica)

Vier Generationen von Paläontologen berichteten über die Entdeckung des Changxing-Fisches in Changxing, Zhejiang

Der Changxing-Fisch ist eine der ältesten Panzerfischarten, die im frühen Silur vor etwa 438 Millionen Jahren lebten. Sie sind sehr klein, mit einem flachen Kopfpanzer von nur etwa 3,5 cm Länge und einem Körper von nicht mehr als 10 cm Länge. Sie haben ein Augenpaar, aber nur ein Nasenloch, das die Form eines breiten horizontalen Schlitzes hat. Sowohl die Augen als auch die Nasenlöcher befinden sich oben auf dem Kopf. Sie haben weder Ober- noch Unterkiefer zum Kauen der Nahrung und auch keine paarigen Brust- und Bauchflossen. Daher handelt es sich höchstwahrscheinlich um eine Fischart, die auf dem Meeresboden lebt, benthisch ist und über schlechte Schwimmfähigkeiten verfügt. Der Changxing-Fisch gehört systematisch zur Familie der Xiushuixiidae der Unterklasse der Panzerfische. Es handelt sich um eine primitive Gruppe unter den frühen Panzerfischen und stellt in vielen morphologischen Merkmalen den primitiven Zustand der Panzerfische dar.

Changxingaspis gui wurde erstmals 1991 vom Paläoichthyologen Wang Nianzhong festgestellt. Seine Typusart ist Changxingaspis gui aus den silurischen marinen Rotschichten im Kreis Changxing, Provinz Zhejiang. Der Gattungsname Changxing stammt aus dem Kreis Changxing in der Provinz Zhejiang, wo das Fossil gefunden wurde, und der Artname Gu wurde von Wang Nianzhong zum Gedenken an seinen Mentor Professor Gu Changdong an der Nankai-Universität vergeben.

Die Entdeckung von Gus Changxing-Fisch in Changxing, Zhejiang (a) Im Jahr 2003 sammelte der Autor allein in der Wildnis in Changxing Fossilien; (b) Säulendiagramm der fischhaltigen Schichten in Changxing, Zhejiang; (3) Nach 20 Jahren, im Jahr 2023, kehrte das Forschungsteam an den Ort zurück, an dem die Changxing-Fischfossilien in der Stadt Xiaopu, Changxing, Zhejiang, entdeckt wurden (von links: Jia Liantao, Zhao Wenjin, Zhu Min, Gai Zhikun, Shan Xianren); (d) Karte zur ökologischen Wiederherstellung des Changxing-Fisches von Gu. (Fotoquelle: vom Autor bereitgestellt)

Die Entdeckung des Changxing-Fisches von Gu ist eine Forschungsgeschichte, die sich über 40 Jahre erstreckt und von vier Generationen von Paläontologen durchgeführt wurde.

Bereits 1988 führte Herr Pan Jiang vom Chinesischen Geologischen Museum Feldarbeiten in der Nähe der Xiaopu-Kohleschule in Meishan, Kreis Changxing, Provinz Zhejiang durch und entdeckte ein Fossil, bei dem es sich vermutlich um einen Changxing-Fisch handelte. Aufgrund der unvollständigen Erhaltung des Fossils benannte Herr Pan Jiang es jedoch nicht offiziell als neue Art und identifizierte es vorläufig als unbestimmte Art der Gattung Xiushuisaspis ( Xiushuisaspis sp. ).

Im Jahr 1977 war der Paläontologe Wang Nianzhong einer der ersten zehn wissenschaftlichen und technischen Mitarbeiter, die nach der Reform und Öffnung meines Landes zur Ausbildung nach Frankreich, Deutschland und Großbritannien geschickt wurden. Er ging zum Paläontologischen Institut des Nationalmuseums für Naturgeschichte in Frankreich, um unter der Anleitung des berühmten Paläoichthyologen J. Lehman die großen fossilen Fische des späten Perm in Xinjiang zu studieren. Während seiner zweijährigen Ausbildung schloss Herr Wang Nianzhong nicht nur die Forschungen zu Fischfossilien aus dem späten Perm erfolgreich ab, sondern konzentrierte sich auch auf die Forschungen zu kieferlosen Gehirnschädeln und Fischmikrofossilien, die ihn interessierten.

Kurz nach seiner Rückkehr nach China schlug Herr Wang Nianzhong Herrn Zhou Mingzhen, dem damaligen Direktor des Instituts für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, vor, dass er zwei wichtige Forschungsprojekte in China durchführen wolle, eines davon sei die Untersuchung des Gehirnschädels von Panzerfischen. Basierend auf den frühen Entdeckungen von Herrn Pan Jiang konzentrierte Herr Wang Nianzhong seine Forschungen auf das Gebiet Changxing in der Provinz Zhejiang. Nach Jahren harter Arbeit sammelte er schließlich eine große Anzahl von Panzerfischfossilien, insbesondere eine Menge wunderschön erhaltener Panzerfischhirnschädelfossilien.

Im Jahr 1991 veröffentlichte Herr Wang Nianzhong diese Sammlung wertvoller Fossilien offiziell und benannte zwei neue Gattungen und Arten, nämlich den Lehman-Meishan-Fisch und den Gu-Changxing-Fisch [2]. Im Jahr 2003 kam ich unter der Leitung von Herrn Zhu Min und Herrn Wang Nianzhong nach Changxing, Zhejiang, um Fossilien und Materialien für meine Masterarbeit zu sammeln.

Seitdem bin ich jedes Jahr allein nach Changxing in Zhejiang gefahren, um nach Fossilien zu suchen, und bin dort mehrere Monate geblieben. Ich erinnere mich, dass die Mittel für die wissenschaftliche Forschung damals sehr knapp waren und ich es mir nicht leisten konnte, in der Wildnis ein Geländefahrzeug zu mieten. Um Geld zu sparen, wohnte ich im Haus eines Dorfbewohners und lieh mir ein Fahrrad von ihm. Ich bin mit dem Fahrrad zum Fossilienfeld gefahren, um Fossilien zu sammeln.

Von 2003 bis 2007 habe ich fünf geologische Felduntersuchungen im Bezirk Changxing im Nordwesten der Provinz Zhejiang durchgeführt. „Harte Arbeit zahlt sich aus“, nach Jahren der Beharrlichkeit in der Wildnis ist mir hier endlich ein Durchbruch gelungen und ich habe eine große Anzahl Fossilien von Zhejiang Shuyu und Gu's Changxingyu gesammelt. Doch später wurde die Forschung am Changxing-Fisch von Gu vorübergehend auf Eis gelegt, weil sich das Forschungsteam auf die Untersuchung des Gehirns des Zhejiang-Dawn-Fischs konzentrierte. Diese Pause dauerte 20 Jahre. Erst im Jahr 2022 schlossen sich Zhang Yumeng und Li Xutong, Bachelorstudenten der Jiangxi Normal University, dem „Science and Technology Innovation Program“ für Bachelorstudenten der Chinesischen Akademie der Wissenschaften an, und wir nahmen die Forschung am Changxing-Fisch wieder auf. Das Programm in Form eines Projekts bietet herausragenden Bachelor-Studenten im zweiten oder dritten Studienjahr der Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften an Universitäten im ganzen Land finanzielle Mittel, um von Juni bis Dezember wissenschaftliche Forschungs- und Innovationstätigkeiten an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften durchzuführen. Unter der gemeinsamen Anleitung von mir und meinem Masterstudenten Shan Xianren schlossen Zhang Yumeng und Li Xutong nach zwei Jahren harter Arbeit endlich die Forschung über Changxing-Fische ab und veröffentlichten die Forschungsergebnisse schließlich als Titelartikel in der „Acta Geologica Sinica (englische Ausgabe)“. Daher ist die Entdeckung und Erforschung des Changxing-Fisches eine wissenschaftliche Forschungsgeschichte, die von Generation zu Generation weitergegeben und von vier Generationen von Paläontologen vollendet wurde. Heute wurde mein Doktorand Shan Xianren erfolgreich an der University of Bristol im Vereinigten Königreich für ein Doktoratsstudium zugelassen, und meine Bachelorstudenten Zhang Yumeng und Li Xutong wurden ebenfalls erfolgreich am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften für ein Masterstudium zugelassen, womit diese wissenschaftliche Forschungsgeschichte fortgesetzt wird.

Fossilien des Changxing-Fisches von Gu und seine morphologische Restaurierung

(Bildquelle: Referenz 1)

Gus Changxing-Fisch ist ein kleiner Panzerfisch mit einem ovalen Kopfpanzer , der etwa 3,5 cm lang ist. Die Einzelgröße beträgt etwa das Doppelte der Xiushui-Fische. Am Ende der Kopfpanzerung hat Changxingaspis ein Paar gut entwickelter, sichelförmiger Innenwinkel, die nach innen gebogen sind, während das Paar Innenwinkel von Xiushuisaspis fast unterentwickelt ist. Aus diesem Grund ist Herr Wang Nianzhong mit der Einordnung dieser neuen Materialien in die Gattung Xiushuisaspis durch Herrn Pan Jiang nicht einverstanden. Stattdessen stellen sie eine neue Gattung und Art der Familie Xiushuisaspidae dar und werden Changxingaspis gui genannt.

Besonders erstaunlich ist, dass Gus Changxing-Fisch eine exquisite Gehirnstruktur bewahrt hat. Durch seine Restaurierung und Erforschung konnten die anatomischen Informationen im Gehirn von Panzerfischen entschlüsselt werden. Dies war das umfassendste und tiefgreifendste Forschungsergebnis zum Gehirn von Panzerfischen zu dieser Zeit [2]. Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit fossiler Materialien wissen wir jedoch sehr wenig über die ventrale Oberfläche des Kopfpanzers von Gus Changxing-Fisch.

Das in dieser Studie untersuchte neue Material des Gu-Changxing-Fisches ist ein Paar Positiv- und Negativformen eines vollständigen Kopfpanzers, die weitere Informationen über die ventrale Seite des Kopfpanzers des Gu-Changxing-Fisches preisgeben, einschließlich der Kiemenöffnungen, der hinteren Kiemenwand und des Postkiemenbereichs. Die Studie zeigte, dass der ventrale Teil des Kopfpanzers des Changxing-Fisches, abgesehen von der Basis der inneren Ecke, viel kürzer ist als der dorsale Teil und dass dieser Teil an der postbranchialen Wand endet. Daher gibt es, anders als ursprünglich angenommen, keinen schlanken postbranchialen Bereich auf der Bauchseite des Kopfpanzers des Changxing-Fisches.

Die erste Entdeckung von Changxing-Fischen im Tarimbecken, Xinjiang

Das Tarimbecken in Xinjiang liegt im südlichen Teil Xinjiangs, im Kerngebiet der Seidenstraße. Es war einst ein Ort auf der „Seidenstraße“, den man unbedingt passieren musste. Gleichzeitig ist das Tarimbecken auch ein großes überlagertes kratonisches Öl- und Gasbecken mit einer Fläche von etwa 56×104 Quadratkilometern. Es ist die strategische Energiebasis meines Landes im 21. Jahrhundert.

Ende des letzten Jahrhunderts wurden im Rahmen der wissenschaftlichen und technologischen Forschungsprojekte „Öl- und Gasressourcen im Tarimbecken“ des achten und neunten Fünfjahresplans bahnbrechende Fortschritte bei der Erforschung paläontologischer Fossilien im Tarimbecken erzielt. Da die meisten Exemplare der Panzerfische im Tarimbecken jedoch in der Paläontologie beschädigt und unvollständig sind, ist der allgemeine Forschungsstand zu Panzerfischen in der Region noch immer sehr gering. Nach 2007 stagnierte die Forschung in der Region.

Nach meiner Rückkehr nach China nach Abschluss meines Studiums im Jahr 2012 habe ich die Felduntersuchung urzeitlicher Fische im Silur-System des Tarim-Beckens in Xinjiang wieder aufgenommen. Im Jahr 2018 berichtete ich über die Entdeckung des ältesten vielverzweigten Fisches, des Serratus serrulateus, im Silur-System des Tarim-Beckens in Xinjiang. Diese Entdeckung verschob den Ursprung der vielverzweigten Fische vom Unterdevon in das Llandoverium des Silur, ein Datum, das um etwa 20 Millionen Jahre nach vorne verschoben wurde[3].

Der Serratus-Fisch weist viele Merkmale auf, die sich parallel zu den heutigen Rochen entwickelt haben und stellt wahrscheinlich eine neue Lebensweise für Panzerfische dar – eine halb vergrabene Lebensweise. Durch die neue Lebensweise konnten sich die Panzerfische besser vor Raubtieren verstecken. Vielleicht dank dieser neuen Lebensweise wurde die Familie der Archaeopterygii, zu der der Sägezahn-Breitbauchfisch gehört, zur langlebigsten Linie der Unterklasse der Panzerfische[3].

Im Jahr 2019 organisierten wir eine weitere Felduntersuchung und entdeckten neues Material von Zhangs westlichem Fisch, den wir in die Fischfamilie Xiushui einordneten. Diese Entdeckung widerlegte die traditionelle Annahme, dass es im Tarimbecken keine Xiushui-Fischfossilien gäbe [4].

Im Jahr 2020 erhielten wir eine Förderung von der National Natural Science Foundation of China. Von 2021 bis 2023 überwand das Forschungsteam während der Epidemie zahlreiche Schwierigkeiten, reiste mehrmals für Felduntersuchungen ins Tarim-Becken in Xinjiang, führte drei groß angelegte Feldgrabungen durch und sammelte schließlich in der Tatarertag-Formation im Gebiet Kelmaiti in Keping, Xinjiang, zahlreiche Fossilien von Panzerfischen.

Nach drei Jahren Ausgrabung, Innenreparaturen und Vergleichsstudien. Im Jahr 2023 berichteten wir erstmals in der internationalen Fachzeitschrift Palaeogeography, Palaeoclimate, Palaeoecology über die Entdeckung eines echten Panzerfisches, Rongs Jiangxia-Fisch, im Tarimbecken in Xinjiang. Dies ist das erste Mal, dass das Forschungsteam den ältesten echten Panzerfisch in der Region entdeckt hat, seit der Entdeckung des ältesten mehrarmigen Fisches im Tarimbecken im Jahr 2018 [5]. Diese Fossilien sind für die Analyse der paläozoischen Paläogeographie des Tarimbeckens von großer Bedeutung!

Das Feldteam entdeckte in der Tataertag-Formation im Kelmati-Gebiet von Keping, Xinjiang, ein großes Gebiet mit Wellenstrukturen, was darauf hindeutet, dass das Gebiet vor 438 Millionen Jahren eine flache Meeresumgebung war.

(Von links: Shan Xianren, Lin Xianghong, Gai Zhikun, Zhao Ridong)

(Fotoquelle: vom Autor bereitgestellt)

Die neue Changxing-Fischart, die dieses Mal untersucht und benannt wurde – Nian Zhong Changxing-Fisch – stellt die „Erstentdeckung“ der Changxing-Fischgattung im Tarimbecken dar. Der Artname erinnert an die Pionierarbeit von Herrn Wang Nianzhong bei der Erforschung der Gehirnanatomie und Kopfmorphologie von Changxing-Fischen. Die neue Art unterscheidet sich deutlich vom Changxing-Fisch von Gu durch das Breite-Länge-Verhältnis der Rückenporen von 3, die seitliche Querröhre, die sich bis zur seitlichen Kante des Kopfschildes erstreckt, und die zweite seitliche Querröhre, die am Ende gegabelt ist.

Nianzhong Changxing Fischfossil und morphologische Restaurierung

(Bildquelle: Referenz 1)

Changxing-Fische wurden in Zhejiang und Xinjiang entdeckt. Welche wissenschaftliche Bedeutung hat es?

In gewissem Maße ist die systematische paläontologische Forschung auch eine Suche nach Verwandten ausgestorbener Organismen. Insbesondere wenn mehrere unterschiedliche Arten derselben Gattung gefunden werden, kann man davon sprechen, dass die Artgeschwister gefunden wurden. Es hat eine sehr wichtige biostratigrafische Bedeutung, da es darauf hinweist, dass die beiden Arten vor nicht allzu langer Zeit eine geografische Isolation bildeten und sich gerade in zwei neue Arten differenzierten. Der Changxing-Fisch von Nian Zhong stellt den ersten Fossilienfund der Gattung Changxing-Fische auf der Tarimplatte dar. Seine Entdeckung ist gleichbedeutend mit der Entdeckung eines nahen Bruders des Changxing-Fisches von Gu, der Tausende von Kilometern entfernt lebt. Es hat eine wichtige biostratigraphische und paläozoogeographische Bedeutung.

Im Jahr 2023 haben wir mit dem Team des Akademikers Rong Jiayu vom Nanjing Institute of Geology and Paleontology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften zusammengearbeitet, um Felduntersuchungen und Demonstrationen an typischen Silur-Abschnitten in den Regionen Jiangsu, Zhejiang und Anhui in Ostchina durchzuführen. Wir haben diese Reihe mariner roter Schichten schließlich als Kangshan -Formation identifiziert. Einer der wichtigsten Beweise für die Altersbestimmung der Kangshan-Formation sind die Fischfossilien von Changxing.

Zu den Panzerfischen aus der Kangshan-Formation im Nordwesten von Zhejiang gehören der Changxing-Fisch der Xiushui-Fischfamilie und die echten Panzerfische wie der Shu-Fisch, der Meishan-Fisch und der Anji-Fisch. Frühere taxonomische Studien hatten die echten Panzerfische, etwa den Urmeerfisch in der Kangshan-Formation, mit den chinesischen Panzerfischen in der Xikeng-Formation auf Grundlage „allgemeiner morphologischer Ähnlichkeiten“ verglichen und waren darüber hinaus davon überzeugt, dass die Tangjiawu-Formation und die Xikeng-Formation an gleichwertiger stratigraphischer Position lägen und ihr Alter dem späten Landovile Terrechi des Silur entsprächen.

Kürzlich haben die taxonomischen Schlussfolgerungen auf Grundlage phylogenetischer Analysen klar gezeigt, dass die Aeolus- und Meishan-Fische in der Kangshan-Formation und die Qingshui-Fische in der Qingshui-Formation eine monophyletische Gruppe bilden – die Aeolus; der Netz-Anji-Fisch in der Kangshan-Formation und der Igel-Anji-Fisch in der Qingshui-Formation bilden eine weitere monophyletische Gruppe – die Gattung Anji-Fisch; Beide der oben genannten monophyletischen Gruppen sind primitiver als die chinesischen Armoridae in der Xikeng-Formation der oberen roten Schicht. Aus der Perspektive der Fossilien gepanzerter Fische wird die Kangshan-Formation daher den Unteren Roten Schichten zugerechnet und lässt sich gut mit der Qingshui-Formation vergleichen.

Paläogeographie der Tarim-Südchinesischen Platte und die Verbreitung der Xiushui-Fische im Untersilur

(Bildquelle: Referenzen 1, 3)

Xiushuiichthyidae wurde jedoch auch als Symbol für den Vergleich zwischen den marinen Rotschichten und den oberen Rotschichten der Xikeng-Formation im Nordwesten von Zhejiang verwendet. Bei der Vertiefung der biostratigraphischen Forschung an Fischen in den letzten Jahren wurde festgestellt, dass die Mitglieder dieser Familie in unterschiedlichen Schichten unterschiedliche Zusammensetzungsmerkmale aufweisen, obwohl die Xiushuiichthyidae eine längere stratigraphische Ausdehnung haben (von den unteren roten Schichten des Silur bis zu den oberen roten Schichten).

Unter ihnen kommt Xiyuichthys nur in den unteren roten Schichten des Silur-Systems (Qingshui-Formation und Tataertag-Formation) vor, während Xiushuiichthys nur in den oberen roten Schichten des Silur-Systems (Xikeng-Formation) vorkommt. Die Entdeckung der Gattung Changxingichus in der Tataertag-Formation des Silur-Systems in Xinjiang beweist, dass diese Gattung ebenfalls zu den unteren roten Schichten gehört. Daher untermauert diese Studie weiter, dass die fischhaltigen marinen Rotschichten (Kangshan-Formation) im Nordwesten von Zhejiang aus der Sicht der Changxing-Fische zu den unteren Rotschichten gehören.

Darüber hinaus ist Nian Zhong Changxingichthys nach Jiangxiaichthys und Xiyuichthys die dritte Gattung gepanzerter Fische, die Südchina und dem Tarimbecken gemeinsam ist. Dies stützt die Hypothese, dass das Tarimbecken und Südchina vor etwa 438 Millionen Jahren möglicherweise sehr nahe beieinander lagen und vielleicht sogar zur selben Platte gehörten, nämlich der gemeinsamen Tarim-Südchinesischen Platte. Dies liefert eine geografische Grundlage für die zahlreichen Ereignisse des biologischen Austauschs, die im frühen Silur zwischen Südchina und dem Tarimbecken stattfanden.

Quellen:

1. Li, XT, et al., Neue Funde von Changxingaspis (Xiushuiaspidae, Galeaspida) aus dem Silur des Tarim-Beckens und der Provinz Zhejiang. . Acta Geologica Sinica (englische Ausgabe), 2024.

2. Wang, N.-Z., Zwei neue silurische Galeaspiden (kieferlose Kraniaten) aus der Provinz Zhejiang, China, mit einer Diskussion der Beziehungen zwischen Galeaspiden und Gnathostoma, in Early Vertebrates and Related Problems of Evolutionary Biology, MM Chang, YH Liu und GR Zhang, Herausgeber. 1991, Science Press: Peking. P. 41-66.

3.Gai, Z., et al., Neue polybranchiaspiforme Fische (Agnatha: Galeaspida) aus dem Mittelpaläozoikum Chinas und ihre ökomorphologischen Auswirkungen. PLoS One, 2018. 13(9): p. e0202217.

4. Liu, YH, et al., Eine Neubewertung der silurischen Galeaspiden (Stamm-Gnathostomata) aus dem Tarim-Becken, Xinjiang. Vertebrata PalAsiatica, 2019. 57(4): p. 253-273.

5. Liu, WY, et al., Der erste Eugaleaspiforme-Fisch aus dem Silur des Tarimbeckens enthüllt eine enge Verwandtschaft zwischen den Tarim- und Südchina-Blöcken vor 438 Millionen Jahren. Paläogeographie, Paläoklimatologie, Paläoökologie, 2023. 628: S. 111774.