九江江夏鱼是继俊卿清水鱼和刺猬安吉鱼之后,在江西武宁地区志留纪下红层中发现的第三个真盔甲鱼类新属种。它的发现不仅为赣西北和鄂东南地区下红层之间的对比提供了直接化石证据,同时也印证了在志留纪早期盔甲鱼类可能通过上、下扬子海之间的九江海峡完成了跨扬子海的南北迁徙。
属名“jiangxia” 为 “江夏”的汉语拼音直译,取自湖北省武汉市江夏区,该地区是江夏鱼属的模式种——后棘江夏鱼的化石产地。九江江夏鱼是江夏鱼属的第二个种,发现于江西省九江市武宁县,种名“jiujiang”,则为化石产地“九江”的汉语拼音直译。
九江江夏鱼是个体较小的真盔甲鱼类,头甲呈横宽的三角形,沿中线显著隆起。对7件头甲标本的测量结果显示,个体大小在九江江夏鱼中变化较为稳定,长为16.7~18.6 mm,宽为22.0~22.8 mm。角和内角较为发育,呈棘状,向头甲后外侧延伸,内角略短于角。两角之间的距离约为20.0 mm,两内角之间的距离约为14.4 mm。头甲后缘中部向后突出形成中背棘,中背棘呈倒三角形,长约5 mm, 末端尖锐,大致与两角的末端齐平。中背孔呈纵长椭圆形,长轴与头甲中线平行,长轴长与短轴长之比约为2.2。中背孔后端位于两眶孔前缘连线之前,前端向前延伸至头甲吻缘并使吻缘裂开,这意味着中背孔可能也开口于头甲腹侧。
眶孔位于头甲背侧,呈椭圆形,两眶孔之间的距离为4.0~4.7 mm。松果孔位于两眶孔之间的头甲中线上,呈圆形,较小,直径约0.6 mm. 松果孔前区长约6.0 mm, 松果孔后区长约12.0 mm,前后区长度之比约为0.5。感觉管系统包括1对后眶上管,1对眶下管,1对侧背管,7对侧横管以及1条背联络管。头甲侧缘光滑,不发育锯齿。头甲纹饰为粗大的粒状突起,但眶孔周围的突起较头甲其他部位的突起更大,前者每平方毫米有3~4个突起,而后者每平方毫米有7~8个突起。头甲两侧发育腹环,腹环由前向后逐渐变宽,于头甲后外侧扩大形成角和内角的基部。腹环围绕着头甲腹侧中央的口鳃窗,口鳃窗被一块大的腹板覆盖。
九江江夏鱼在系统分类上属于盔甲鱼亚纲真盔甲鱼目曙鱼科江夏鱼属,典型特征是中背孔前端向前延伸至头甲吻缘并使吻缘裂开,即“裂吻”,使得它看起来像一条豁嘴的鱼。江夏鱼与曙鱼、煤山鱼、清水鱼四者构成一个独立的演化支系——曙鱼科。江夏鱼属以 “裂吻”这一特征明显区别于曙鱼科的其他三个成员,以发育中背脊进一步区别于曙鱼和煤山鱼。曙鱼是曙鱼科最原始的成员,是这个大家庭中的长辈,其中背孔前端虽抵达吻缘但未使吻缘裂开,这表明“裂吻”在曙鱼科中属于衍生特征。值得注意的是,“裂吻”这一特征最先发现在中华盔甲鱼科的裂吻鱼属中,中华盔甲鱼科是比曙鱼科更为进步的一个单系类群,这表明“裂吻”在真盔甲鱼目中至少独立起源了两次。除了“裂吻”之外,江夏鱼还平行演化出此前认为仅存在于多鳃鱼目和华南鱼目的特征,如头甲后部发育中背棘和中背脊,表明真盔甲鱼目在演化初期就已经做出了多种演化尝试,呈现出较高的形态多样性。
九江江夏鱼和发现于湖北武汉地区的后棘江夏鱼均属曙鱼科,是温塘组合的一个标志性分子。温塘鱼类化石组合是中国志留系下红层特有的鱼类化石组合,也是中国志留系下红层之间对比的重要化石依据。该组合包括了最古老的盔甲鱼类和最古老的有颌类,代表了奥陶纪末期生物大灭绝事件后脊椎动物在华南地区志留纪早期的首次复苏和辐射。温塘鱼类化石组合包括了盔甲鱼类基干类群大庸鱼科、修水鱼科、汉阳鱼科、最原始的真盔甲鱼类曙鱼科、最原始的多鳃鱼类古木鱼科以及软骨鱼类中的中华棘鱼科。盔甲鱼类生物地层对比的实践表明,同一个属在不同的地方发现,具有重要的生物地层意义。例如,发现于江西武宁的刺猬安吉鱼和发现于浙江安吉唐家坞组中的网状安吉鱼可以直接进行对比,对确定产曙鱼的唐家坞组属于志留系下红层而不是之前认为的上红层起了至关重要的作用,从而将曙鱼的生存时代向前推进了500万年。江夏鱼在江西武宁和湖北武汉两地的同时发现表明,武汉地区的含鱼地层可以和江西武宁下红层清水组对比,在层位上明显低于含有秀山动物群的坟头组上部,在时代上应属特列奇早期而不是之前认为的特列奇中期,从而将该地区江夏鱼、汉阳鱼等盔甲鱼类的生存时代向前推进了至少200万年。而200万年之后(特列奇中期)武汉地区坟头组上部并不含有鱼化石,相比于以砂岩为主的坟头组下部,坟头组上部以黄绿色泥岩为主,并产以腕足动物、三叶虫以及鹦鹉螺等无脊椎动物为代表的秀山动物群,代表了海水环境的进一步加深,可能不适合盔甲鱼类的生存。
九江江夏鱼是江夏鱼属的第二个物种,该属的第一个物种发现于湖北武汉,叫做后棘江夏鱼。古地理研究表明4.38亿年前的志留纪早期,以中国长江流域为主的华南板块曾是一片广阔的海洋,被称为扬子海。该海域又被进一步分为上、下扬子海,两者之间存在一狭长的浅海海域——九江海峡。九江海峡纵贯东西,北临鄂豫古陆,南接华夏古陆。湖北武汉和江西武宁分别位于鄂豫古陆南侧和华夏古陆北侧,两地隔九江海峡跨海相望,最近处直线距离相距不足200公里。江西武宁志留纪早期的盔甲鱼物种多样性最高,几乎涵盖了其他地区的所有属种,说明江西武宁地区可能是盔甲鱼类辐射和扩散的中心之一。江夏鱼属在两地的同时发现表明,在志留纪早期盔甲鱼类可能通过上、下扬子海之间的九江海峡完成了跨扬子海的南北迁徙,从而使盔甲鱼类能够沿着扬子海北缘向东、西分别扩散至安徽巢湖和湖北京山。
从生态特征来看,特列奇期早期的盔甲鱼类的头甲强烈扁平化,口腹位、中背孔和眶孔均背位,是一类营底栖滤食性生活的无颌类。底栖为主的生活方式和较弱的运动能力使得盔甲鱼类的分布明显受到海洋环境的制约。目前,华南地区特列奇期早期的盔甲鱼类主要分布于华夏古陆北侧的浅海区域,包括了湘西北、渝东南、赣西北、浙西北、皖东南、皖东等地区的12个化石产地。九江江夏鱼和后棘江夏鱼这两个“亲兄弟”分别在江西武宁和湖北武汉两个地区的发现表明,志留纪早期盔甲鱼类就已经从扬子海南缘向北缘扩散。江西武宁和湖北武汉在志留纪早期同处于上、下扬子海的过渡区域,两地志留系下红层均较发育,岩性均以泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩为主,偶夹含泥砾细砂岩,并常见波痕、遗迹化石和丰富的以底栖为主的鱼类化石,均属滨岸潮坪相或滨海三角洲相的沉积产物,指示两地之间均处于海底坡度极缓的近岸浅水区,这一环境背景为志留纪早期盔甲鱼类在两地之间的扩散与交流提供了便利条件和可能。