生物盔甲及仿生鳞片状柔性防护装具研究进展

传统的防护装具存在质量大、不易变形等缺点,近年来仿生物盔甲结构的防护装具得到了较大发展,较好地解决了防护性能与柔性两者不能兼顾的问题.本文综述典型生物盔甲的多级结构与力学性能、仿生防护装具的设计与制备,讨论现代仿生鳞片状柔性防护装具的材料与结构、防护性能与机理等相关进展以及应用前景.指出现阶段存在的主要问题,展望高性能仿生柔性防护装具的未来发展方向.

云南曲靖志留纪罗德洛世真盔甲鱼类一新属(英文)

记述了云南曲靖潇湘区关底组(志留系罗德洛统)真盔甲鱼类一新属、新种——长孔盾鱼(Dunyu longiforus gen.et sp.nov.),丰富了以梦幻鬼鱼为代表的潇湘脊椎动物群的组成。该新属具真盔甲鱼科的鉴别特征:后眶上管和中背管二者连续过渡,后端两侧辏合呈"U"字形,侧背管仅发出3条侧横管。新属内角缺如,这一特征过去在真盔甲鱼科中仅见于真盔甲鱼属。新属区别于真盔甲鱼属的主要特征有:角向后方延伸,呈棘状或叶状;头甲最宽处位于角末端之前,宽长比小于1.1;中背孔末端超越眶孔后缘连线。基于对秀山真盔甲鱼头甲标本的重新观察,将秀山真盔甲鱼归入盾鱼属。新种区别于秀山盾鱼(Dunyu xiushanensis)的特征有:个体较大,头甲长大于宽;角呈棘状;眶孔位置相对靠前,头甲眶前区与眶后区的长度之比小于0.75;多边形崮状瘤点,较大,长可超过2mm。

江西志留纪山口中华盔甲鱼的再描述

基于对江西省修水县志留系西坑组发现的11个新标本的观察,对存在争议的山口中华盔甲鱼(Sinogaleaspis shankouensis)进行了重新描述。深入的形态学研究表明,山口中华盔甲鱼的侧线感觉管系统展示出基干盔甲鱼类、真盔甲鱼目、多鳃鱼目和华南鱼目等多个类群的镶嵌特征。山口中华盔甲鱼的侧线感觉管系统由4条纵行干管和6条横向联络管相互交叉在头甲背面形成格栅状分布,可能反映了脊椎动物的祖先状态。山口中华盔甲鱼在动物群上属于中华盔甲鱼–修水鱼组合或茅山组合,该组合可能代表了盔甲鱼类在志留纪兰多维列世特里奇期的第一次适应辐射。江西修水西坑组古沉积环境指示了一种低盐度半咸水的近海环境,可能是由于大量淡水从附近河流涌入导致盐度降低,而含鱼层位灰绿色泥质粉砂岩中含有的大量泥砾则指示鱼化石经历了短距离的河流搬运。因此,该生物群可能生活在埋藏区域上游的淡水河流里。

浙江长兴志留纪真盔甲鱼类新材料及真盔甲鱼目系统发育关系的讨论

对浙江长兴地区志留纪真盔甲鱼类的新材料进行了研究。形态学研究结果表明 ,雷曼煤山鱼 (Meishanaspislehmani)一属种成立 ,并非浙江中华盔甲鱼 (Sinogaleaspiszhejiangensis)的同物异名。在此基础上 ,运用分支系统学的原理 ,对真盔甲鱼目的系统发育关系进行了探讨 ,分析结果表明 ,中华盔甲鱼属现有的 3个种并未组成一个单系类群 ,而是一个并系类群。浙江中华盔甲鱼不能归到中华盔甲鱼属 ,建议另立一新属。

新疆塔里木盆地志留纪盔甲鱼类新知

通过对新疆塔里木盆地志留系新一轮野外考察和对原来塔里木志留纪盔甲鱼类再观察,取得了以下认识:1)依据新增加的材料,张氏南疆鱼(Nanjiangaspis zhangi)被厘定为一新属西域鱼(Xiyuaspis),并确定其系统位置隶属修水鱼科(Xiushuiaspidae);2)潘氏小瘤鱼(Microphymaspis pani)曾被归于Xiushuiaspidae,系缘于观察上的失误,通过再观察得出M.pani当属大庸鱼科(Dayongaspidae),同时与其产于同一产地和层位的天山宽头鱼(Platycaraspis tianshanensis)系前者的同物异名;3)经重新研究,产于柯坪克兹尔塔格组曾被视为节甲鱼类的标本实属盔甲鱼类,并被鉴定为一新的属种:残缺角鱼(Jiaoyu imperfectus);4)产于柯坪塔塔埃尔塔格组的汉阳鱼未定种(Hanyangaspis sp.)的前腹片和产于柯坪塔塔埃尔塔格组及巴楚依木干他乌组的锅顶山汉阳鱼(H.guodingshanensis)具雪花状纹饰的骨片,可能均属柯坪南疆鱼(Nanjiangaspis kelpinensis);5)根据所产盔甲鱼残缺角鱼(J.imperfectus),将克兹尔塔格组的时代修订为早泥盆世。

云南文山早泥盆世盔甲鱼类的新发现

描述了采自云南东南部文山地区下泥盆统坡松冲组下部的无颌类化石,建立了盔甲鱼类的一新属、新种──纸厂文山鱼(Ｗｅｎｓｈａｍｐｉｓ ｚｈｉｃｈａｎｇｓｉｓ ｇｅｎ．ｅｔ ｓｐ．ｎｏｖ．),同时修订了两个盔甲鱼类的旧属、旧种──长吻三歧鱼(Ｓａｎｑｉａｐｉｓ ｒｏｓｔｒａｔａ)及长角大窗鱼(Ｍａｃｒｏｔｈｙｒａｓｐｉｓｌｏｎｇｉｃｏｒｎｉｓ)。迄今为止,长吻三歧鱼仅在四川江油雁门坝的平驿铺组中部发现并记述过,长角大窗鱼也仅有一件采自云南广南坡松冲组中的正型标本,而纸厂文山鱼为滇东南文山地区首次记述的多鳃鱼类新属种,它与滇东北昭通地区下泥盆统坡松冲组中的让氏昭通鱼(Ｚｈａｏ－ｔｏｎｇａｓｉｓ ｊａｎｖｉｅｒｉ)最为相似。此次这三个盔甲鱼类属种在滇东南文山地区的发现,为该区下泥盆统的横向对比提供了重要的古鱼类学方面的证据。

盔甲鱼亚纲(无颌类)的系统发育关系(英文)

基于对53个形态学特征的讨论,首次开展了无颌类儒甲鱼亚纲的简约性分析,获得了3 个最简约的分支图,其步长为126,一致性指数为0．508,保留指数为0．801。在此基础上,修订了盔甲鱼亚纲的分类。研究结果表明,志留纪兰多维列世至温洛克世的汉阳鱼类、修水鱼类和大庸鱼类属于盔甲鱼亚纲的基干类群。在其余盔甲鱼类中,识别出3个大的单系类群, 分别是真盔甲鱼目、多鳃鱼目和华南鱼目。在盔甲鱼亚纲中,头甲背窗的起源至少发生了两次,一次在多鳃鱼目支系中,另一次在华南鱼目支系中。基于背窗特征而建立的大窗鱼类并不是一个单系类群。盔甲鱼类的年代分布指示该类群的两次辐射演化,分别是兰多维列世特列奇期基干盔甲鱼类和真盔甲鱼目的辐射演化,和早泥盆世洛霍考夫期多鳃鱼目和华南鱼目的辐射演化。

广西东部早泥盆世晚期盔甲鱼类一新属

描述了产自广西东部平乐下泥盆统贺县组的一脊椎动物群中的无颌类化石，建立了盔 甲鱼类的一新属、新种──平乐圆盘鱼（Ｄｉｓｃａｓｐｉｓ ｐｉｎｇｌｅｎｓｉｓ ｇｅｔ． ｅｔ ｓｐ． ｎｏｖ．）。圆盘鱼鳃囊 数目多达３２对。同层产出的尚有保存较完好的胴甲鱼目中华鱼科化石。该动物群的发现为 华南区早泥盆世晚期脊椎动物群的演化及其生物地层的对比提供了重要依据。

浙江安吉志留纪真盔甲鱼类一新属

记述了浙江安吉地区志留纪真盔甲鱼类一新属——安吉鱼(新属)(Anjiaspis gen.nov.)。新属的主要特征是:中背孔呈纵长的滴水形,前端稍尖,距离头甲吻缘较远,后端圆钝,明显位于两眶孔前缘连线之前;眶孔较小,位置十分靠近头甲中线,并距离头甲后缘较近,眶孔前区长于眶孔后区;松果孔大致位于两眶孔中心连线上;感觉管系统大致呈格栅状分布,可见4条纵行干管及联络它们的横行管,横行管由侧横管和中横联络管组成,其数目均比较多;鳃囊6对,纹饰为均匀分布的细小粒状瘤点。在此基础上运用分支系统学的方法对其系统位置进行了探讨,结果表明,新属代表了真盔甲鱼类的最原始类型。

滇东北昭通早泥盆世盔甲鱼类一新属种

本文记述了在滇东北昭通早泥盆世Pragian期坡松冲组中发现的盔甲鱼类一新属种，让氏昭通鱼（Zhaotongaspisjanvierigen．etsp．nov．），该属至少具有31对鳃穴，这是迄今为止记述过无颌类中的最高数目。基于昭通标本，建立了盔甲鱼类一新科，昭通鱼科（Zhao－tongaspidae），该科隶属于多鳃鱼目。箭甲鱼属（Antiquisagittaspis）是新科的可能成员。文章认为，昭通鱼科与都匀鱼科（Duyunaspidae）有较近的亲缘关系。

关于盔甲鱼类若干问题的讨论

对盔甲鱼类研究中存在的若干问题进行了讨论:1)盔甲鱼类侧线系统的感觉管既不存在通向体表的上升管,迄今亦未发现其具通向体表的任何通道,所谓的感觉管裂隙,实乃假像。因此,其侧线如何与外在水体沟通和如何发挥功能仍是令人困惑的问题;2)网状安吉鱼Anjiaspis reticularis所谓的网状侧线系统,实系对皮下脉管丛(subaponeurotic vascular plexus)的误判,其真实的侧线系统目前仍不详;3)耿氏鸭吻鱼Gantarostrataspis gengi的侧线系统与华南鱼类和多鳃鱼类可作一对一对比,只是其唯一的一对中横管位置超前,未见于其他已知盔甲鱼类;4)巢湖汉阳鱼Hanyangaspis chaohuensis中所谓"腹片"和其上的侧线感觉管"腹侧沟"实乃不完整头甲背面和其上的裂隙,盔甲鱼类的腹片上迄今尚未发现感觉管的存在;5)盔甲鱼类是否存在松果孔长期存在争议,现查明是由于覆盖松果区的骨甲薄而易损毁,以致常现出松果孔存在的假象,真实的松果孔只存在于极少数种类。<正>在编写中国古脊椎动物志第一卷第一册无颌类盔甲鱼类这部分内容的过程中,我们对盔甲鱼类近50年的研究成果进行了系统梳理,对大量标本作了重新观察、照相和重绘复原图等基础性工作。在这个过程中,我们获得了一些新的认识,同时也发现不少需要商榷的问题。这些问题无法在志书中三言两语讲清楚,十分有必要专文加以讨论。为此,本文尝试从以下5例先行论述,作为对志书工作的一个有益补充。

中泥盆世盔甲鱼类在中国的首次发现

盔甲鱼类(galeaspids)为东亚区志留纪及泥盆纪分布很广的无颌类化石,但迄今为止,中泥盆世的盔甲鱼类还无确切记载。本文记述的盔甲鱼类不完整头甲,为广西区域地质调查队罗璋同志1975年所采,代表一新属种--近中显眶鱼Clarorbis apponomedianus gen. et sp. nov.,化石产于广西博白县三滩乡下六司一带的中泥盆世灰白色薄层至中厚层粉砂质泥岩中。1979及1987年,我们曾两次赴化石产地,仅获得一些盔甲鱼类碎片。

云南曲靖下泥盆统盔甲鱼类(无颌类)的新发现（英文）

描述了云南曲靖早泥盆世西山村组盔甲鱼类(无颌类)的新发现,包括一新属、新种——惠清驼背鱼(Altigibbaspis huiqingae gen.et sp.nov.),一件属种未定的多鳃鱼科标本,以及张氏真盔甲鱼(Eugaleaspis changi)和小眼南盘鱼(Nanpanaspis microculus)的新材料。驼背鱼在很多方面与多鳃鱼都非常相似,但头甲背面具一特征性的驼背状隆起,其上有一刀刃状的中背脊。中背脊和中背棘在盔甲鱼类里的形态分异度表明,它们除了能够提供游泳方向稳定性外,可能还衍生出了一些附加的功能,例如直立高耸的中背棘能使盔甲鱼在捕食者眼里具有了恐吓性,刀刃状的中背脊可能也起到一些防御的作用。南盘鱼头甲侧缘具有两对非常奇特的侧向延伸的突起;通过对这两对侧突同源性的比较,讨论了南盘鱼的潜在系统分类位置。鉴于南盘鱼奇特的形态,以及它在华南鱼目中相对较早的出现时代,建议暂时把南盘鱼放到一个单属科南盘鱼科,代表了华南鱼目早期分出来的一个支系。

云南早泥盆世一流线型盔甲鱼及其分类学与古生态学意义(英文)

记述了云南昭通早泥盆世布拉格期坡松冲组华南鱼目一新属、新种——剑裂甲鱼(Rhegmaspis xiphoidea gen.et sp.nov.)。新属的主要特征是:具有鱼雷形头甲,细长吻突,眶孔位于头甲腹侧位,鳃穴向头甲腹面弯曲,角、内角和腹环丢失。鉴于以上特征,新属被归到了包括鸭吻鱼和乌蒙山鱼在内的鸭吻鱼科。根据新材料提供的信息,修订了鸭吻鱼科,包括鸭吻鱼和乌蒙山鱼的鳃穴、腹环、角、内角等特征。裂甲鱼属是该地区发现的第一个具有流线形体型的盔甲鱼类,指示了该地区一些盔甲鱼类可能开始了一种营上底栖的生活方式,具有更加主动的取食行为。新属的发现不仅丰富了该地区华南鱼目的多样性,而且提供了盔甲鱼类在早泥盆世布拉格期通过占据新的生态位而发生的最后一次辐射演化的证据。

记真盔甲鱼类两新属——兼论真盔甲鱼类系统发育关系

本文记述了早泥盆世真盔甲鱼类两新属:憨鱼属(Nochelaspis)和翼角鱼属(Pterogonaspis).真盔甲鱼类是盔甲鱼类的一个单系类群,现有七属十二种,文中运用分支系统学原理对其系统发育关系进行了初步探讨.

中国古生代中期盔甲鱼类及其古地理意义

盔甲鱼类是古生代中期化石无颌类的主要类群,其分布主要限于我国境内以及越南北部。至目前为止,在我国已发现并鉴定的盔甲鱼类计有48属68种,其中志留纪14属19种,遍布川、陕、鄂、湘、皖、浙、赣、新等省(区);泥盆纪35属49种,遍布宁、川、黔、桂、滇等省(区)。本文不仅对含盔甲鱼类的地层进行了详细的对比研究,而且根据盔甲鱼类在中古生代地层中出现的先后顺序,自下而上划分了9个盔甲鱼化石组合与1个盔甲鱼层,并认为这些化石组合和盔甲鱼层之间的演替与当时环境条件的变化及古地理、古构造的变迁密不可分。另外,通过对盔甲鱼类形态学及古生态学的研究,认为盔甲鱼类应是一类行底栖滤食性生活、运动能力不强的类群,其主要生活环境为靠近古陆边缘的海域。由于其迁移扩散能力有限,宽广的陆地以及宽阔的海洋均成为其迁移、扩散的障碍,因此盔甲鱼类具有重要的古生物地理意义。最后,根据盔甲鱼类在我国的地理分布特征,并结合大地构造学及古地磁学方面的资料,对中古生代我国三大主要板块之间的古地理关系进行了初步的探讨性研究,结果表明古生代中期中国三大板块具有十分密切的古地理关系,它们彼此相接或相邻,并同属于一个鱼类动物地理区系即泛华夏盔甲鱼类区系。

某些盔甲类是否存在侧区?

本文分析了近来发现于盔甲类背甲中的一对像似孔状的构造,认为它们不可能洞穿背甲,而是背甲背面的一对凹陷区,并为小骨片所覆盖,从而与骨甲类的侧区同源,是无颌类中只有这两个类群所共有的性状。

汉麻——柔软健康的“盔甲”

史书记载，麻起源于中国，种植历史至少有8000多年，是人类最早用于织物的天然纤维，享有“国纺源头，万年衣祖”的美誉。《诗经·陈风·东门之池》就向人们展示了古代加工麻的劳动场景——“东门之池，可以沤麻。彼美淑姬，可以晤歌”。

同步辐射X射线断层显微成像揭示无颌类盔甲鱼的组织学与内部解剖（英文）

同步辐射X射线断层显微成像已经成为古生物研究中一种新的重要手段,能够在不损坏化石的前提下,提供化石内部超高分辨率的三维成像。利用瑞士光源最先进的同步辐射X射线断层显微成像技术,研究分析了7个采自浙江长兴志留系(约4.28亿年前)的早期盔甲鱼类浙江曙鱼三维立体保存脑颅化石。同步辐射X射线显微成像结果显示,盔甲鱼脑颅完全由软骨组成,并没有软骨外成骨存在的证据;盔甲鱼脑颅解剖结构能够被精细保存下来,很大程度上归功于脑颅软骨与周围软组织在埋藏过程中的异时分解。利用AMIRA或AVIZO等计算机三维虚拟复原软件,三维虚拟复原了7个曙鱼脑颅模型,首次揭示出盔甲鱼脑颅内部详细的解剖结构。初步研究结果显示盔甲鱼的脑颅已经发生了显著的重组,具备了颌发育所必需的先决条件。

广西下泥盆统大瑶山群盔甲鱼类的新发现

广西象州县大乐乡泥盆系剖面是华南象州型（底栖相）泥盆系的标准剖面（侯鸿飞、王士涛，1988），其下部大瑶山群为一套厚达上千米的石英砂岩夹粉砂岩沉积，底部以一层约2m厚的砾岩与下伏的前泥盆系呈角度不整合接触（白顺良等，1982）。大瑶山群岩性单一，化石稀少且保存不佳，生物地层学研究程度较低。根据沉积特征和区域地质对比，白顺良等（1982）和侯鸿飞、王士涛（1988）认为，大瑶山群的沉积时代大致与广西六景地区莲花山组和那高岭组的时代相当，为早泥盆世洛霍考夫期。