
本报讯(记者 张安琪) 蚯蚓和蚂蝗,还有沙蚕和浮蚕,在5亿多年前可能拥有同一个“祖先”。4月21日,国际顶级学术期刊《美国科学院院刊》发表了中国科学院南京地质古生物研究所研究员张华侨、特别研究助理咸晓峰博士最新研究成果。团队首次在寒武纪奥斯坦型化石库中发现了环节动物实体化石,将显生宙最早的环节动物实体化石记录提前到5.35亿年前。
环节动物是地球上物种最丰富、生态分布最广的动物门类之一。现生的环节动物传统上分为多毛类(如沙蚕和浮蚕)、寡毛类(如蚯蚓)和蛭类(如蚂蝗)。环节动物身体柔软,表皮主要成分为蛋白质,死亡后极易腐烂。此前,业内公认最早的环节动物实体化石来自寒武纪早期(521百万年,百万年为地质年代单位),全部出自布尔吉斯页岩型化石库。而更早的纽芬兰世(距今538.8—521百万年),迄今为止未产出任何环节动物实体化石。
2020年,张华侨、咸晓峰从陕南西乡县张家沟剖面采样约4吨岩石样品,并陆续从中发现了7枚磷酸盐化立体保存的环节动物化石标本。
咸晓峰介绍,这些化石年龄约535百万年,数毫米大小,以磷酸盐内核的形式复刻了动物的体腔及附肢内腔,缺少表皮相关的结构。
“这7枚化石分两类,一种是‘小短腿’,另一种则是‘大长腿’,它们整体特征鲜明,此前从未发现类似结构。”张华侨介绍,经充分对比和论证之后,确定其为多毛类环节动物,并根据“腿长”特征,建立了两个新属种,即短腿宽川铺虫和长腿张家沟虫。
“7枚标本的附肢都与环节动物的双叶型疣足非常像。特别是长腿张家沟虫的附肢与现生浮蚕类的疣足内腔惊人相似。短腿宽川铺虫和长腿张家沟虫的附肢末端二分叉,正好对应疣足的背叶和腹叶。”咸晓峰介绍。
团队推测,长腿张家沟虫可能是已知最早的浮游型环节动物,挑战了传统认为浮游型环节动物出现较晚的假说。短腿宽川铺虫的疣足比较短小,与现生沙蚕类的疣足非常相似,推测其像沙蚕一样底栖爬行。
研究表明,环节动物在幸运期早期已经开始分化,支持了多毛类形态是环节动物的原始形态,代表了环节动物的祖征。分子生物学研究曾提出“多毛类是并系”的假说。这项化石发现为这一假说提供了重要的古生物学证据。
“即原先定义的多毛类不包含蚯蚓、蚂蟥,但我们的发现为多毛类形态是祖征提供了证据,多毛类其实是一个很复杂的大类。”咸晓峰解释。
张华侨表示,研究也暗示了环节动物在寒武纪大爆发之前就已经出现。团队将继续研究,为埃迪卡拉纪(635百万年前—539百万年前)是否存在环节动物提供参考。
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