火把蟲復(fù)原圖(央廣網(wǎng)發(fā) 云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供圖)

  央廣網(wǎng)昆明3月23日消息(記者陳鴻燕)國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Current Biology》近日發(fā)表了云南大學(xué)云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與英國(guó)埃克塞特大學(xué)及倫敦自然歷史博物館合作完成的題為“一個(gè)寒武紀(jì)早期管居葉足動(dòng)物”的科研論文。在該論文中,研究人員揭秘了寒武紀(jì)“澄江生物群”中火把蟲實(shí)際上是一種為了適應(yīng)底棲管居生活而丟失了身體后部腿肢的葉足動(dòng)物,這也是動(dòng)物進(jìn)化史中出現(xiàn)組織器官適應(yīng)性退化消失的最早的例證。

  侯先光研究員1989年首次發(fā)現(xiàn)和命名了形態(tài)奇異的火把蟲。它們是寒武紀(jì)澄江生物群中比較稀有的一類蠕形動(dòng)物,生活在距今5.18億年前的海洋底部。

  該類動(dòng)物具有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的蠕蟲狀身體,身體前端具5對(duì)觸手,身體末端膨大。由于其形態(tài)怪異,30多年來(lái)古生物學(xué)家對(duì)于該物種的分類位置和進(jìn)化意義一直爭(zhēng)議不斷,早期研究認(rèn)為其是環(huán)節(jié)動(dòng)物、觸手冠動(dòng)物、舌形動(dòng)物,或是從無(wú)腿的環(huán)神經(jīng)類蠕蟲向有腿的泛節(jié)肢動(dòng)物進(jìn)化的一個(gè)過(guò)渡類群。

  經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年化石標(biāo)本的積累,云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在新的化石標(biāo)本里發(fā)現(xiàn)了與火把蟲的身體保存在一起的管狀構(gòu)造,證明火把蟲是一個(gè)底棲管居動(dòng)物,而其身體膨大的末端起到了錨的作用將蟲體固定在管內(nèi)。同時(shí),研究人員還發(fā)現(xiàn)了火把蟲頭部成對(duì)的眼睛等新的形態(tài)特征構(gòu)造。

  結(jié)合這些新的化石發(fā)現(xiàn),并通過(guò)系統(tǒng)發(fā)育分析的方法,研究人員終于揭開了火把蟲的神秘面紗。研究結(jié)果顯示,火把蟲其實(shí)隸屬于寒武紀(jì)葉足動(dòng)物的啰哩山蟲科。葉足動(dòng)物是一類已經(jīng)滅絕的早期蠕形動(dòng)物,俗稱“有腿的蠕蟲”。雖然葉足動(dòng)物化石標(biāo)本稀少,但對(duì)理解泛肢動(dòng)物的進(jìn)化歷程卻至關(guān)重要, 與現(xiàn)生的緩步動(dòng)物門(俗稱水熊蟲)、有爪動(dòng)物門(俗稱天鵝絨蟲)和節(jié)肢動(dòng)物(如蝦蟹、昆蟲、蜈蚣和蜘蛛)的起源和早期演化有著密不可分的關(guān)系。啰哩山蟲科的葉足動(dòng)物已經(jīng)具備了比較明顯的體區(qū)分化,主要表現(xiàn)為:身體前部的腿肢細(xì)長(zhǎng)且?guī)в袆偯,主要用于濾食;身體后部的腿肢粗短且?guī)в凶,主要用于運(yùn)動(dòng)和攀爬。而火把蟲則開啟了一個(gè)全新的生活模式,是目前已知的唯一一個(gè)經(jīng)營(yíng)底棲管居生活的葉足類動(dòng)物。火把蟲在適應(yīng)管居生活的進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生變異,丟失了身體后部原本用于運(yùn)動(dòng)和攀爬的腿肢,但保留了身體前端用于取食的腿肢。這也是我們目前所知的動(dòng)物在進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)組織器官適應(yīng)性退化消失的最早的例子。

  同時(shí),研究人員還發(fā)現(xiàn)了火把蟲頭部成對(duì)的眼睛等新的形態(tài)特征構(gòu)造。結(jié)合這些新的化石發(fā)現(xiàn),并通過(guò)系統(tǒng)發(fā)育分析的方法,研究人員終于揭開了火把蟲的神秘面紗。

  據(jù)侯先光介紹,火把蟲其實(shí)隸屬于寒武紀(jì)葉足動(dòng)物的啰哩山蟲科。葉足動(dòng)物是一類已經(jīng)滅絕的早期蠕形動(dòng)物,俗稱“有腿的蠕蟲”。雖然葉足動(dòng)物化石標(biāo)本稀少,但對(duì)理解泛肢動(dòng)物的進(jìn)化歷程卻至關(guān)重要,與現(xiàn)生的緩步動(dòng)物門(俗稱水熊蟲)、有爪動(dòng)物門(俗稱天鵝絨蟲)和節(jié)肢動(dòng)物(如蝦蟹、昆蟲、蜈蚣和蜘蛛)的起源和早期演化有著密不可分的關(guān)系。

  啰哩山蟲科的葉足動(dòng)物已經(jīng)具備了比較明顯的體區(qū)分化,主要表現(xiàn)為:身體前部的腿肢細(xì)長(zhǎng)且?guī)в袆偯,主要用于濾食;身體后部的腿肢粗短且?guī)в凶,主要用于運(yùn)動(dòng)和攀爬。而火把蟲則開啟了一個(gè)全新的生活模式,是目前已知的唯一一種經(jīng)營(yíng)底棲管居生活的葉足類動(dòng)物;鸢严x在適應(yīng)管居生活的進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生變異,丟失了身體后部原本用于運(yùn)動(dòng)和攀爬的腿肢,但保留了身體前端用于取食的腿肢。這也是我們目前所知的動(dòng)物在進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)組織器官適應(yīng)性退化 消失的最早的例子。

  寒武紀(jì)是早期生物多樣性大爆發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期,而“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”的原因是古生物學(xué)家和進(jìn)化生物學(xué)家不斷探討的一個(gè)重要科學(xué)問題。該研究證明即使在這么早的動(dòng)物進(jìn)化階段,組織器官適應(yīng)性退化消失的例子已經(jīng)發(fā)生。研究進(jìn)一步展示了寒武紀(jì)期海洋生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性,而早期生物的適應(yīng)性輻射成就了生物多樣性的大爆發(fā)。

  《Current Biology》是國(guó)際頂級(jí)生物學(xué)學(xué)術(shù)期刊《Cell》的子刊,馬曉婭研究員的博士研究生Richard Howard為論文第一作者,馬曉婭研究員和侯先光研究員為共同通訊作者。