科研进展

早期维管植物助力动物“跨洋远征”
——来自微螺虫与植物协同演化的证据

发布时间:2025-12-10 打印

生物如何扩散与传播,是生物地理学研究的核心议题之一,而浅海及陆生生物的全球扩散现象尤其引人关注。现代生态系统研究表明,非远洋生物可借助浮木等载体实现跨洋迁移。这种跨洋扩散现象的起源及其生态效应仍缺少关键化石证据

微螺虫是一种个体微小、营固着生活的管状蠕虫类化石,栖息于晚奥陶世至中侏罗世的浅海或河流环境,使其成为探究早期维管植物是否具备生物筏扩散功能的重要研究对象。

近日,中国科学院南京地质古生物研究所副研究员黄璞研究员郄文昆中国地质科学院地质研究所、中国地质博物馆、北京大学、国家自然博物馆相关研究人员组成联合研究团队,系统整理了微螺虫在晚奥陶世至早泥盆世期间的全球化石资料,通过计算微螺虫的扩散面积和扩散速率等指标,并结合早期维管植物的起源与辐射演化历程,提出维管植物在其演化早期可能已具备生物筏功能,能够协助微螺虫等非远洋生物实现跨洋扩散。研究成果发表于地球科学领域综合期刊《地球科学评论》(Earth-Science Reviews)。

研究主要取得以下认识:

1)微螺虫的固着基底类型多样,涵盖腕足动物、层孔虫、珊瑚、苔藓虫、头足类以及维管植物残骸等。

2)微螺虫的扩散面积与速率在温洛克世和早泥盆世显著升高,反映出这两个时期微螺虫曾发生快速扩散事件。值得注意的是,温洛克世与早泥盆世分别对应维管植物的起源及其首次辐射演化阶段。

3)微螺虫的扩散过程受板块漂移、活动型基底的丰度(数量)、全球海平面变化等多重因素控制。在早泥盆世,板块漂移、较低的海平面及头足类多样性不足等因素可能并未明显促进微螺虫的扩散,但维管植物的显著辐射演化以及地理扩张仍使活动基底明显增加,进而加速了微螺虫的全球扩散。

4)在志留纪晚期至早泥盆世,早期维管植物兼具克隆繁殖与有性繁殖,并以克隆繁殖占主。这些通过克隆方式繁殖的植物,其茎轴可随河流或海流的搬运而迁移至异地,实现定殖与地理扩张。由此可以推测,在植物借助水流扩散的过程中,固着其上的微螺虫也得以随之迁移,从而实现长距离扩散。相关认识为理解地质历史时期生物地理格局的形成提供了新的研究视角与实例。

本研究得到了国家自然科学基金、中国自然资源部和北京市财政项目联合资助。

论文相关信息:Yuan, Z.W., Wang, J.S., Wang, H., Liu, L., Qie, W.K., Huang, P.*, 2026. Early land plant evolution facilitated marine animal dispersal: Insights from the Late Ordovician–Early Devonian microconchids. Earth-Science Reviews. 272, 105325. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105325.

植物化石标本上的微螺虫

晚奥陶世至早泥盆世维管植物演化、头足类多样性、海平面变化与微螺虫分布

艺术复原图,展示了早泥盆世微螺虫可能附着在早期维管植物残骸上漂流。图/李美滋绘制


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