发现于安徽泾县的北贡海绵动物群是全球首例奥陶纪—志留纪过渡期特异埋藏海绵动物群,动物群中包含种类多样的海绵化石,丰度和分异度都非常高,而且保存有完整的海绵骨架。
北贡海绵动物群发现于寒武纪至泥盆纪之间这一海绵演化的关键转折时段内,从整体面貌上来看,既包含有与寒武纪海绵特征相似的种类,也发现有与现生海绵十分相近的属种,呈现出过渡类群的特征。因此,对于这一动物群的深入研究对于解析显生宙海绵动物的系统演化有着极为重要的作用。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所早古生代研究团队副研究员李丽霞等对北贡特异埋藏海绵动物群中具有重要演化意义的分类单元进行了详细研究。在北贡海绵动物群,首次发现并报道了斑皮海绵类(六射海绵)和软海绵类(普通海绵)化石,并深入探讨其生物、生态及宏演化方面的意义。相关研究成果先后发表于国际刊物《历史生物学》(Historical Biology)及《爱沙尼亚地球科学杂志》(Estonian Journal of Earth Sciences)上。
奥陶纪斑皮海绵类的新发现及其宏演化意义
斑皮海绵(stiodermatids)是一类具有坚硬表皮的六射海绵,目前包含有13个属。最早发现于寒武纪,大量的属种集中在石炭纪、二叠纪,二叠纪之后灭绝。长期以来,由于在奥陶纪没有相关化石记录,这一类群被质疑在该时期是否存在演化间断。
本次研究发现的斑皮海绵类(Turgidaspongia porosa gen. et sp. nov)有力地证明了这一大类在奥陶纪时期并不存在演化间断,填补了该时期斑皮海绵类化石记录的空白。同时,以这些材料为基础,对斑皮海绵科进行了系统厘定,将该科内13属厘定至5属,解决了此前由于以孤立骨针为模式标本所建立的属种引起的大量同物异名问题。
此外,标本特殊的保存状态可能记录了因季节性发育或营养缺乏等原因导致的皮层骨针脱落进程。其独特的坚硬骨骼及异常大的表面进水孔可能反映了六射海绵的骨骼在古生代进行了一种新的演化尝试。
距今最早的布巴里海绵化石的首次发现及其意义
布巴里海绵(bubarids)是现代海洋中较为常见的一类普通海绵,广泛分布于全球深水生态系统中,最深可达1300米。目前,这一类群被归入软海绵目中,海绵体以薄壳状基部及独特的双层骨针结构为主要特征。布巴里海绵共包含有4个属,均为现生海绵,尚未发现相关化石记录;因而,这一类群的起源时间及演化进程尚不明确。
本研究报道了奥陶纪—志留纪过渡期的布巴里海绵化石,标本具有典型的基部骨针层和垂直骨针层构成的双层骨架结构及壳状基部,明确地指示了其与布巴里海绵具有亲缘关系。标本中保存完整的海绵体骨骼为精确地确定其分类位置提供了可能,据此以半球羽海绵(Ptilospongia hemisphaeroidalis gen. et sp. nov)为模式种,建立了羽海绵属(Ptilospongia)。
羽海绵化石的发现代表了布巴里海绵类目前最早且唯一的化石记录,为探明该类海绵的系统演化提供了非常重要的材料,同时也将为其系统发育及分子古生物学研究提供非常重要的校准点。
在北贡海绵动物群中,还有很多属种与斑皮海绵及布巴里海绵一样,代表着海绵动物演化过程中众多缺失的环节。因此针对这些类群的深入研究,将为探索海绵动物的起源和演化提供了一个非常重要的窗口。
该研究得到国家自然科学基金委和中国科学院战略先导专项(B)的联合资助。
相关论文信息:Lixia Li, Joachim Reitner, Fangyi Gong, Guanzhou Yan, Rongchang Wu. 2023. A new stiodermatid (Hexactinellida, Porifera) from the latest Ordovician of Anhui, South China and its significance for searching the missing link between the Cambrian and late Palaeozoic stiodermatid lineage, Historical Biology, 35(1):116-126.https://doi.org/10.1080/08912963.2021.2024180.
Lixia Li, Joachim Reitner. 2023. A remarkable new halichondrid demosponge, Ptilospongia hemisphaeroidalis, from the latest Ordovician Beigong Biota, South China. Estonian Journal of Earth Sciences, 72(1), 50–53.https://doi.org/10.3176/earth.2023.76.
多孔膨胀海绵(Turgidaspongia porosa gen. et sp. nov)标本照片
多孔膨胀海绵(Turgidaspongia porosa gen. et sp. nov)复原图(杨定华绘制)
半球羽海绵(Ptilospongia hemisphaeroidalis gen. et sp. nov.)标本照片
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