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5億年化石可能改寫脊椎動物起源

時間：2023-07-11 16:11:21     來源：鳳凰網(wǎng)


(資料圖片僅供參考)

古被囊動物化石有一個囊狀的身體和一對虹吸管，很像今天的被囊動物。圖片來源：NANGLU ET AL.

本報訊在7月6日發(fā)表于《自然-通訊》的一篇論文中，美國哈佛大學(xué)古生物學(xué)家Karma Nanglu與合著者報告說，一塊保存完好的5億年前的化石與今天一些被囊動物非常相似，即用兩根虹吸管過濾水中的有機(jī)顆粒，復(fù)雜的肌肉組織則用來控制虹吸管。這一發(fā)現(xiàn)為早期被囊動物的出現(xiàn)時間和發(fā)育提供了線索，甚至可能推遲被囊動物的“姐妹”——包括人類在內(nèi)的脊椎動物起源時間。

“它看起來就像一只昨天死去的被囊動物，只是碰巧摔倒在巖石上?！睕]有參與這項研究的美國普林斯頓大學(xué)發(fā)育生物學(xué)家Nicholas Treen說。

2019年，一塊手指大小的化石落在Nanglu的桌子上。他專門研究寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)，今天的許多動物形態(tài)都是在那個時期出現(xiàn)的。這個標(biāo)本在美國鹽湖城自然歷史博物館的抽屜里放了很多年。人們從猶他州西部一個富含化石的寒武紀(jì)石灰?guī)r層中發(fā)現(xiàn)了它，并認(rèn)為它可能是一種海鞘或被囊動物—— 一種與所有脊椎動物有著共同遠(yuǎn)祖的海洋無脊椎動物。

“在整個5億年的歷史中，這種動物基本上沒有化石記錄?！盢anglu興奮地說。

如今，大約有3000種被囊動物生活在幾乎所有的海洋棲息地。它們大多數(shù)的生命周期由兩部分組成—— 一個自由游動的蝌蚪狀幼體，再定居并蛻變成靜止的成體。被囊動物的幼體有脊索，是脊柱的前身，也是脊索動物的決定性特征，而脊索動物包括所有脊椎動物。但由于古生物學(xué)家無法解釋的原因，目前只有少數(shù)被囊動物化石存在。

然而，這個新的標(biāo)本將柔軟的身體細(xì)節(jié)保存下來，毫無疑問是一種被囊動物?！斑@張化石的照片真是太棒了?！盩reen說。Nanglu和同事將其命名為Megasiphon thylakos，因為它有巨大的虹吸管和囊狀的身體?，F(xiàn)代被囊動物使用這些虹吸管幫助其過濾食物。Nanglu說，Megasiphon肌肉組織的細(xì)節(jié)看起來幾乎與現(xiàn)代被囊動物腸鞘蟲完全相同。

“Megasiphon的肌肉意味著它可能已經(jīng)有了類似心臟的東西，盡管它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有得到保護(hù)?！盩reen說，“既然你能看到這些心房虹吸肌，你可以理所當(dāng)然地認(rèn)為，這個生物體內(nèi)有一顆脊椎動物般跳動的心臟?！?/p>

這一發(fā)現(xiàn)表明，被囊動物由兩部分組成的生活史和變形能力是該群體祖先的特征。

這樣一個完整且可識別的被囊動物的存在也可能將脊椎動物的起源時間前移?，F(xiàn)在人們認(rèn)為脊椎動物的起源大約在4.5億年前。沒有參與這項工作的美國馬里蘭大學(xué)帕克學(xué)院發(fā)育生物學(xué)家William Jeffery說：“如果被囊動物的身體結(jié)構(gòu)在5億年前就已形成，并且被囊動物實際上是脊椎動物的姐妹群，那么脊椎動物也可能更古老?！?/p>

其他化石也為這一觀點提供了支持：Megasiphon很可能與一種名為Metaspriggina的會游泳的類魚動物生活在一起，這種動物的歷史可以追溯到5.05億年前。Metaspriggina有眼睛和肌肉，可能還有脊索。

盡管如此，Nanglu說，現(xiàn)有的化石不足以改變脊椎動物進(jìn)化的故事。他說：“人類自然會被這個起源問題所吸引，這有助于故事的發(fā)展，但我們需要更多的化石證據(jù)。”（李木子）

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