科技日報記者 陸成寬

苔蘚動物起源于何時？三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)假說有了新證據(jù)？

來自西北大學(xué)等單位的研究人員通過對陜南鎮(zhèn)巴小洋剖面燈影組發(fā)現(xiàn)的微體化石進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，苔蘚動物起源于5.3億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)早期，而非此前認(rèn)為的4.8億年前的奧陶紀(jì)。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步支持了中科院院士舒德干團(tuán)隊提出的三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)假說，揭示了在4000萬年的時間里，寒武紀(jì)動物界從基礎(chǔ)動物到原口動物，再到后口動物不斷升級的演化過程，反映了寒武紀(jì)大爆發(fā)過程的連續(xù)性和階段性。相關(guān)研究成果10月27日在線發(fā)表于《自然》雜志。

苔蘚動物是具有觸手冠的真體腔動物，是一類水生群體固著底棲動物，多為海生，連片群居，呈現(xiàn)樹枝狀，外形酷似苔蘚植物，故名苔蘚動物，又名苔蘚蟲，是一種典型的“草根動物”。

苔蘚動物與腕足動物、帚蟲動物一起被稱為觸手冠動物，屬于原口動物亞界，具有馬蹄形的觸手冠取食結(jié)構(gòu)，其消化道呈現(xiàn)U型，肛門位于觸手冠之外，故名外肛動物。苔蘚動物的身體外面有表面細(xì)胞分泌的鈣質(zhì)、膠質(zhì)或幾丁質(zhì)蟲室，能保存為化石，但軟軀體信息很難保存。

距今約5.4億年—5.18億年前的寒武紀(jì)早期，是一個神奇的地質(zhì)歷史時期。當(dāng)時，地球上突然爆發(fā)性出現(xiàn)了包括脊椎動物在內(nèi)的幾乎所有現(xiàn)生動物的早期祖先代表，其中包括了大型的捕食者和各種奇異的動物類型。

然而，“地質(zhì)歷史中非常重要的動物門類——苔蘚動物，在寒武紀(jì)卻一直缺乏確鑿的化石記錄，它們現(xiàn)生類型個體微小，群體生活、模塊化生長，生態(tài)復(fù)雜，因此被認(rèn)為是奧陶紀(jì)大輻射的產(chǎn)物?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、西北大學(xué)地質(zhì)系教授張志飛介紹。

近期，張志飛教授指導(dǎo)的博士研究生張志亮在陜南鎮(zhèn)巴縣小洋鎮(zhèn)小洋剖面燈影組西蒿坪段的碎屑灰?guī)r中，通過酸蝕處理方法，發(fā)現(xiàn)了幾塊毫米級的微體化石。研究發(fā)現(xiàn)，這些微體化石是地球已知最早的苔蘚動物化石。

“這一結(jié)果將苔蘚動物的地質(zhì)歷史從奧陶紀(jì)前推到寒武紀(jì)大爆發(fā)早期，將苔蘚動物的地質(zhì)歷史前推至少5000萬年?！睆堉撅w說。

研究人員利用掃描電鏡、X射線斷層掃描技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，這些化石呈現(xiàn)雙向薄板狀網(wǎng)狀，背對背兩面覆有表皮細(xì)胞分泌幾丁質(zhì)蟲室。蟲室缺乏明顯的礦化，縱向5列或7列交替排列，模塊化幾何特征清晰、可辨，兩側(cè)對稱，整體外形呈圓椎狀。化石研究表明，兩側(cè)動物群落精致的幾何分布模式和嚴(yán)格的等級制度起源于5.3億年前，是寒武紀(jì)大爆發(fā)重要的生態(tài)創(chuàng)新。

同時，通過52個特征、18個類群和2個外群的最大簡約法和貝葉斯分支系統(tǒng)學(xué)分析研究表明，寒武紀(jì)苔蘚動物為苔蘚動物的基干類群，代表最原始祖先類型。對此，張志飛解釋道：“這意味著兩側(cè)動物模塊化生長和規(guī)則的群落分布比想象的要早得多，提出現(xiàn)代苔蘚動物可能起源于群居的祖先類型而不是單體生活祖先。”

張志飛表示，在燈影組西蒿坪段泥質(zhì)灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)的化石表明，寒武紀(jì)苔蘚動物與后期屬種相似，適宜在清澈的硬底質(zhì)環(huán)境中生活，從而揭示了泥頁巖中保存的特異型化石庫中缺乏苔蘚動物化石的原因。

“該發(fā)現(xiàn)為地球動物樹成型和寒武紀(jì)生命大爆發(fā)提供了新的證據(jù)，表明特異型化石的研究并不能完全揭示地史上生命演化的歷史過程，還需要其他化石的約束和補(bǔ)充，該化石的發(fā)現(xiàn)為地球后生動物門類的起源和演化提供了新的時間框架?！睆堉撅w說。

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