青藏高原地区新生代鱼类的演化及其对高原隆升和水系变迁的响应

The huge Tibetan Plateau experienced violent uplift during the Cenozoic era, forming unique environment and endemic organisms there. Cenozoic geological alteration of the Plateau and its influence on environmental change and organic evolution are still attracting multi-discipline research interests. There are dozens of Cenozoic sedimental basins in the Plateau, and numerous fish fossils embedded there have been discovered, but professional collections and scientific studies on the fossils are still inadequate. Recent fishes endemic to the Plateau closely relate to the fishes dwelling in lowlands surrounding the Plateau, and the plateau fishes have special vertical and horizontal distribution patterns, as different fish groups are limited in distinct altitude ranges and separate water systems are inhabited by different fish groups. Cenozoic fish fossils in the Plateau can tell the evolutionary history of the plateau fishes. Furthermore, based on the ecology of related Recent fishes, the fossil fishes in the Tibetan Plateau are informative indicators of the paleoaltimetry, paleoenvironment, and water system distributions. This project plans to unearth Cenozoic fish fossils in the Tibetan Plateau thoroughly, and study the morphology, phylogenetic relationships, era, paleoaltimetry, paleoenvironment, and water system distributions of the fossil fishes in combination with related Recent fishes. This project will lead a new way to know the uplift process of the Tibetan Plateau in the Cenozoic and its impact on environmental alteration and organic evolution. Additionally, Cenozoic fish fossils may represent new information on the exchanges of fresh water fishes between the Eurasian Continent and the India Subcontinent or even the Africa Continent after the collision.

青藏高原在新生代经历了剧烈的隆升，形成了独特的环境和生物，这一过程一直是多学科关注的研究热点。青藏高原具有众多新生代沉积盆地，其中埋藏着丰富的鱼化石。对青藏高原新生代鱼化石的考察已有不少发现，但系统详细的研究仍较缺乏。现代青藏高原的鱼类具有显著的垂直分布和水平分布特异性，并且与周边低海拔地区的鱼类关系密切，这使得青藏高原的新生代鱼化石不仅能反映该地区鱼类的演化历史，而且还具有明显的古环境、古高度和水系分布指示作用，为探索新生代青藏高原的隆升过程及其影响提供了新的研究角度和材料。本项目计划对青藏高原的新生代鱼化石进行进一步发掘，结合现代鱼类对鱼化石的形态特征、系统关系及其反映的环境、高度和水系分布进行全面研究，结合地层时代反映新生代青藏高原的隆升过程，为探索极端环境变化过程中生物的演化提供例证，并可能为研究非洲板块和印度板块与欧亚板块碰撞后，原来相互隔离的陆地上的淡水鱼类的交流提供证据。

本项目对青藏高原、帕米尔高原的多处有代表性的新生代地层进行了考察和发掘，发现了多个新生代鱼化石地点，发掘出了大量鱼类、无脊椎动物和植物化石，其中包括一批非常重要的代表性化石。有代表攀鲈科这一具有特殊生态的类群起源的西藏始攀鲈，有具有明显环境指示意义的张氏春霖鱼等鲃类，有具有鲜明地方性特点和显著高度指示意义的裂腹鱼类和高原鳅。这些化石比较全面地反映了青藏高原地区新生代各个地质历史时期鱼类区系的面貌，比较清晰地展现了新生代青藏高原地区鱼类演化的过程。青藏高原地区不同时代的鱼化石组成是完全不同的，早期的类群比较丰富，类似现代南亚、东南亚的鱼类区系，但没有一直延续至今的类群；随着时代渐晚逐渐变得单调，接近当地现代的鱼类区系。在每一个地质时期的鱼类化石中，都发现了能反映当时环境状况的代表性类群。不同时期的化石鱼类区系和现代分布于不同海拔高度的鱼类区系是相互吻合的，鱼类区系的演变直观的反映出了青藏高原隆升引起的环境变迁过程，可以根据不同地质时期的化石鱼类对应相似类群在现代的分布高度推知当时当地大致的海拔高度。在比较可靠的地质测年数据的基础上，能够还原青藏高原抬升的各个历史阶段：在晚渐新世以前，鱼类区系包括攀鲈、小鲃等典型的热带类群，显示当时仍然是类似于今天南亚、东南亚的炎热潮湿的低地，水体类似于小型的湖泊、池塘和沼泽；早中新世以后，鱼类区系仅发现鲃类，并且脊椎骨数目增加，显示整个地区的海拔高度略有抬升，气候略微转凉，但仍然是温暖湿润的暖温带或亚热带环境，但水体开始汇聚变大，中大型鱼类出现；晚中新世以后，鱼类区系仅发现裂腹鱼类和高原鳅，是现代青藏高原特有的鱼类，显示出整个地区的海拔高度经历了明显的抬升，已经形成了接近现代的寒冷干燥的高原环境。随着青藏高原的隆升，高原面上的水系被地形分隔，鱼类被局限在相对封闭的水域中，演化形成了现代各地区不同的类群组成。