研究小组成员林说，游泳能力对鱼类的生存至关重要，是鱼类逃避敌人、捕食、迁徙、求偶和灾害环境的重要手段，而游泳速度是评价鱼类游泳能力的重要指标，可以反映鱼类的活动指数和代谢水平。根据游动时间，鱼类游动速度可分为三类，即巡航速度、长时间游动速度和爆发性游动速度。
巡航游速是指鱼连续游200分钟以上不疲劳。在这个游泳速度下，鱼类主要以有氧红肌为动力源，这是鱼类日常生活中最常用的游泳速度，但也是最慢的游泳速度。长期游速是指鱼类连续游20秒至200分钟后的疲劳程度。在这个游泳速度下，鱼类逐渐使用更多的无氧白肌来补充动力，这可能是鱼类洄游过程中最常用的游泳速度。爆发式游速是指鱼类持续时间不到20秒的瞬间游速。在这种游泳速度下，鱼类主要以无氧白肌为动力源，这是鱼类在捕食、躲避敌人、受到惊吓或在强水流中游泳时使用的最快游泳速度。
虽然鱼类的游动速度受多种因素影响，但鱼类尾鳍的面积和形状一直被认为是检验鱼类游动能力的关键指标，可以用来分析鱼类的巡航速度和爆发游动速度。
目前，基于活鱼游泳速度记录数据库和尾鳍几何形状测量，应用系统发育广义最小二乘模型(PGLS)和一维线性回归模型(LM)预测游泳速度，已发展成为一种新的评价鱼类游泳速度的分析方法，并成功应用于早期骨骼颌类游泳速度的分析和预测。头后甲鱼解剖学问题的解决，特别是九尾狐龟尾鳍的特殊保存，使学术界能够用一种新的方法模型来分析和预测甲鱼的游动速度。
九尾狐龟和聪明的土家鱼的复原及尾鳍进化的意义(冯明娟、杨定华、史爱娟绘画)。中国科学院古脊椎所研究团队基于软骨鱼、硬骨鱼等61个现存属、160种现存鱼类的游速数据库，在承认地质年代不确定性的基础上，采用最大似然法分析了4500种早期脊椎动物进化树(包括甲鱼)的综合游速模型。结果表明，甲鱼和甲鱼的游动速度最快，盾鱼的游动速度最快。
这一发现否定了传统假说，即早期脊椎动物进化的特点是食物获取方向越来越活跃，即游泳速度越来越快，最终导致了颌的起源。在有甲鱼类中，异特龙向下弯曲的尾巴被认为是早期脊椎动物的原始状态，而无甲鱼类、有鳞鱼类和有甲鱼类都保持这种原始状态，但在硬骨鱼类和有颌鱼类中已经进化成向上弯曲的尾巴形状。这种进化趋势被认为是鱼类运动灵活性和游泳速度提高的主要标志。
这项研究的结果表明，这些早期鱼类的巡航速度与系统进化树之间没有相关性，因为巡航速度最快的鱼类距离活颚较远，而与活颚关系最近的鱼类骨甲鱼和盾形鱼的巡航速度最慢。总之，甲鱼是一种游泳能力很强的快鱼，它的巡航速度甚至比一些更高级的颌鱼还要快。
通过对巡航游速的系统化发展的分析，研究小组还表明，与更高级的硬骨鱼和盾形鱼相比，装甲鱼具有更好的运动能力和更高的代谢水平。这些无颚的装甲鱼早在颚的起源之前就已经发展了一定的生态多样性，占据了不同的生态位。这种生态位的多样性使得这些原始的装甲鱼至少在某种程度上获得了比颌鱼更好的一些运动优势。
研究小组在广西泥盆纪发掘地面(盖志坤摄)。中科院古脊椎动物研究所供图:亚洲首个泥盆纪古鱼类特有埋藏生物群。
本次研究的九尾狐龟化石来自广西生物群，广西生物群是中国科学院古脊椎动物研究所团队在广西发现的一个非常重要的古鱼类特定埋藏生物群，也是我国首次发现的泥盆纪古鱼类特定埋藏生物群。它们一般分布在广西中东部，种类丰富的有甲鱼、盾鱼、其他颌类鱼、腕足类和其他无脊椎动物。还有丰富的以蕨类和石松属植物为代表的早期化石植物，生态多样性高，物种独特，反映了该区泥盆纪低纬度地区温暖湿润的气候条件和相对封闭的古地理条件。
广西生物群中的中国蕨化石组合表明是泥盆纪的布拉格期，泥盆纪是植物登陆进化和早期脊椎动物进化的关键时期，对研究泥盆纪早期动物与陆生植物的共同进化、植物的登陆发育和早期脊椎动物的大辐射与发展具有重要意义。
九尾狐龟生态修复图(杨定华画)。同时，在广西生物群中发现丰富的化石动物群和完整的化石体，表明化石库是一种特殊的原地埋藏。初步判断为古盆地边缘泻湖周围的潮坪沉积，处于潮间带，水体较浅，有周期性风暴沉积。这种快速沉积的出现，有利于海岸生物的原地埋藏和近原地埋藏，从而产生了丰富的、尸体完整、植物化石齐全的古鱼类化石。
《山海经》【天辰娱乐在线】对九尾狐和美人鱼的描述。本报北京4月10日电(记者孙自法)早期鱼类的游泳速度是如何进化的？“积极的捕食策略倾向导致了大白鲨的起源”这一传统假说是正确答案吗？
中国科学院古人类所古脊椎动物研究所的盖志坤、林、山科研团队与英国布里斯托尔大学合作，完成了约4.1亿年前广西泥盆纪古鱼类特殊埋藏生物群中发现的第一条尾鳍完整的装甲鱼的最新研究。结果表明，甲鱼是一种游泳能力很强的快速游泳动物，其游弋速度甚至快于一些较高级的颌鱼，因此
九尾狐龟和一个特别保存的盾鱼化石标本的照片(盖志坤摄)。中科院提供的这张地图，是早期鱼类研究的重要成果，近日被知名学术期刊《国家科学评论》在线发表，弥补了重庆动物群中敏捷土家鱼尾鳍保存不完整的缺陷。
这项研究表明，甲胄鱼具有典型的向下弯曲的尾巴，其尾鳍也有9个手指状的叉子，这是覆盖着排列整齐的鳞状鳍的原始叉形尾巴，表明鳍下附着有强大的放射状肌肉。令人惊讶的是，九尾狐龟的九个手指状分叉保存了放松和收缩两种不同的状态，这表明这种装甲鱼可能是灵活的游泳者，能够很好地利用肌肉收缩来控制尾鳍与水流的接触面积，从而产生不同的驱动力。在此基础上，研究小组利用系统发育模型分析了尾鳍几何形状的游泳速度。研究结果还表明，甲鱼是一种游泳能力很强的快速游泳动物，其巡航游泳速度甚至快于一些更高级的颌鱼。
早古生代主要脊椎动物类群祖先游速的推断。中国科学院古脊椎动物研究所供图《九尾狐龟与山海经传说》
研究小组成员单表示，九尾狐甲鱼属于甲鱼亚纲杜云科。都匀鱼科是一个具有大量鳃囊的多鳃类群，由中国古生物学家潘江和王石涛于1978年在贵州都匀发现的都匀鱼科的基础上创立。
2006年，中国科学院古脊椎动物研究所朱敏院士和盖志坤研究员将杜云鱼科作为一个失去内角的专门类群列入目中，废弃了杜云鱼科。宝阳都匀鱼，模式种，是1979年发表在《自然》杂志上的“星甲鱼”。它保存完好的头骨是研究甲鱼头骨解剖的非常重要的材料。该科成员还包括发现于贵州贵阳的小新都匀鱼、发现于贵州赫章的都匀鱼和发现于广西平乐的平乐盘鱼。此次在广西发现的九尾狐甲鱼，不仅具有都匀鱼的典型特征，而且头甲边缘有锯齿状棘刺，鳃囊数量达25对以上，可明显区别于都匀鱼的其他属种，代表都匀鱼的一个新属种，其名称取自《山海经》中最具传奇色彩的古兽“九尾狐”。
《山海经》是中国一部充满神话传说的古代地理书籍，其中有许多关于珍禽异兽的记载，包括众所周知的九尾狐和一种叫做红鳐的人面鱼。研究团队将新发现的甲鱼新属新种命名为“中华鳖”。一方面，它可以让世界更多地了解中国的传统文化；另一方面也说明它的尾鳍除了典型的向下弯曲的尾巴外，还有九个指状的分叉，类似于传说中“九尾狐”的尾巴。
首次揭开甲鱼尾巴的神秘面纱
论文第一作者盖志坤研究员指出，中国的甲鱼已经发现了110年。早在1913年，我国著名地质学家丁文江先生就在云南曲靖发现了甲鱼化石(当时认为是“头龟”)，但与欧美的多骨甲鱼相比，我国对甲鱼的研究晚了半个世纪。直到1965年，我国考古学家刘玉海先生才第一次正式命名并系统描述了第一条甲鱼。因为甲鱼的身体主要由软骨和零散的鳞片组成，作为化石几乎很难完整保存。所以近百年来，甲鱼头后的解剖问题一直没有解决。
九尾狐龟专门保存的“九指岔”的尾鳍(盖志坤摄；冯明娟摄)从2012年开始，中科院古脊椎动物研究所的研究团队就瞄准了这个百年难题。近10年来，研究团队走遍了中国志留-泥盆系近200个野外剖面，发现了18个新的古鱼类化石点，其中包括“重庆特殊埋藏化石库”等3个特殊埋藏生物群。其中，2022年，研究团队在“重庆特殊埋藏化石库”中发现了世界上第一个全身保存完整的甲鱼化石——聪明土家鱼，首次揭示了甲鱼的全身。聪明的土家鱼化石首次揭示了甲鱼与异特龙和有鳞鱼一样的弯曲尾巴，但尾鳍的细节没有保留，成为解决甲鱼头部后解剖学问题的最后一个谜题。此次在广西发现的第一条尾鳍完整的甲鱼，弥补了重庆生物群中聪明的土家鱼尾鳍保存不完整的缺陷，从而集齐了解决甲鱼头后解剖问题的所有谜题。
这次发现的九尾狐龟是一种小型的甲鱼，长约10厘米。身体和头甲长约5厘米，全身布满微小的菱形鳞片，呈规则斜向排列。最特别的是，九尾狐龟的正常模式标本和辅助模式标本，专门保存了甲鱼尾鳍收缩和松弛两种不同的状态，从而最大程度地揭示了甲鱼尾鳍的形态细节。尾鳍有鳞鳍曾被认为是硬骨鱼类的进步特征，但它们广泛出现在有甲鱼类中，说明它们的起源时间比最初认为的要早得多，可能在颌的起源之前就已经出现了。
与九尾狐龟一起埋葬的古鱼类和古植物化石(盖志坤摄)。中国科学院古脊椎研究所提供的图片研究发现的一个不起眼的“游泳者”。
据中科院古脊椎动物研究所介绍，目前已有少数世界级的泥盆纪特有埋藏化石遗址，如苏格兰的莱尼弗林特、德国的洪西卢克板岩生物群、加拿大魁北克的米瓜沙国家公园、澳大利亚的戈戈生物群等。广西生物群的发现无疑为世界泥盆纪特有埋藏提供了新的可靠材料，是亚洲第一个泥盆纪特有埋藏化石群。
“广西生物群不仅带来了很多化石信息，也给我们带来了很多谜团。相信这些谜团在不久的将来会一一解开。埋藏机制和相关生物化石研究，我们团队正在持续研究。”盖志坤透露。(完)