海绵动物通常被认为是动物界中最原始的类群，分子钟研究推测其起源时间在距今约7亿年前，然而5.39亿年（寒武纪）之前的海绵化石极为稀少并具有争议。近期，中国科学院南京地质古生物研究所袁训来研究员领导的早期生命研究国际合作团队，在湖北宜昌距今约5.5亿年前（埃迪卡拉纪）的石板滩生物群中发现了一种冠群海绵动物，填补了海绵动物早期演化的重要环节。北京时间6月5日晚11点，该研究成果发表于著名学术期刊英国《自然》（Nature）杂志。
图1.螺旋网格海绵的正模标本（NIGP-176531）。（a）反射光照片；（b）激光扫描显微镜下的高程图。
海绵动物常被认为是最基础和最原始的后生动物，对地球早期海绵化石的寻找和研究能为我们探索动物起源和早期演化模式提供关键证据。科学家理论推测认为，海绵动物是最早的动物祖先。正因为这个原因，古生物专家都对“寻找古老海绵”兴趣浓厚，希望能从中解开动物起源的奥秘。可惜，寒武纪之前的海绵化石记录十分稀少且大多存在争议。海绵化石记录存在长达1.6亿年的空缺，这一段扑朔迷离的历史被称为海绵早期演化中“消失的岁月”。
没想到，袁训来团队通过对石板滩生物群进行大规模的化石挖掘，有了突破——他们新发现了一类大型的冠群海绵动物化石，命名为“螺旋网格海绵（Helicolocellus）”。
图2.螺旋网格海绵生态复原图。螺旋网格海绵具有辐射对称的锥形身体，表面具有多次分级的网格结构，由下部的“茎”状结构连接到底部的盘状固着结构，直立底栖在沉积物表面。
“尽管没有矿化骨针，但我第一眼就判定它是海绵动物化石。”袁训来举着化石介绍道，“你们看，它的这种方格状结构，在一些典型的古生代六放海绵上也存在。它们形态和结构非常类似，不同之处在于螺旋网格海绵的网格是有机质组成，而在古生代海绵化石上则是由矿化骨针组成。”此外，本次新发现的螺旋网格海绵，还具有与六放海绵类似的形态特征：如辐射对称的锥形身体、底部的盘状固着结构、可能的中央腔和推测的出水孔。“他们可能是亲戚关系，这也表明埃迪卡拉生物群也许和现生动物之间有某种直接的演化关系。”
图3.螺旋网格海绵和其他动物之间的演化关系。螺旋网格海绵显示出与六放海绵相近的亲缘关系，属于冠群海绵动物。
袁训来表示，大多数现生海绵具有硅质或钙质骨针。但这一发现提示研究人员不能完全以现生海绵作为蓝本去寻找前寒武纪海绵化石，因为早期海绵可能没有生物矿化骨针，并且可能不具备现生海绵的所有特征。“以前很多模棱两可的、具有争议的海绵化石记录，有了再确认的机会。”
“螺旋网格海绵可能是理解动物演化的‘罗塞塔石碑’。”在论文审稿过程中的一位专家评论道。据悉，罗塞塔石碑是古埃及托勒密王朝著名石碑，是研究古埃及历史的重要里程碑。
这并不是研究团队第一次在石板滩生物群“挖”出“宝藏”。这一生物群产出层段的薄层灰岩中不仅保存有丰富多样的埃迪卡拉型化石，也保存了大量的动物遗迹化石和其他动物的实体化石。南古所曾在其中发现了最早的动物足迹化石，成果发表在2018年的《科学进展》（Science Advances）杂志上；发现了最早的具有运动能力的两侧对称动物—夷陵虫，成果发表在2019年的《自然》（Nature）杂志上。
“现在关注度、科研投入都在提高，我相信以后我们在这里会发现更多的惊喜。”袁训来说。
南京日报/紫金山新闻记者 张安琪
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