日前，西北大學(xué)早期生命研究團隊張志飛教授指導(dǎo)博士生張志亮，在陜西省漢中市鎮(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)了幾個毫米級的微體化石。經(jīng)課題組前期研究，聯(lián)合澳大利亞麥考瑞大學(xué)教授、西北大學(xué)兼職教授格倫·布洛克，并與中科院南京地質(zhì)古生物研究所、英國自然歷史博物館、瑞典自然歷史博物館等國內(nèi)外學(xué)者合作研究，認為這些微體化石代表地球已知最早的苔蘚動物(苔蘚蟲)化石。10月27日，研究成果以長文形式發(fā)表于《自然》。
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，屬于典型的“草根動物”。寒武紀(jì)大爆發(fā)事件，即在距今5.3億年前的地球海洋中，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，其在寒武紀(jì)特異型化石庫中保存得栩栩如生。但地質(zhì)歷史中非常重要的動物門類——苔蘚動物門，在寒武紀(jì)卻一直缺乏確鑿的化石記錄。不過，4.8億年前的奧陶紀(jì)之后，苔蘚蟲化石變得極為豐富，因此，它們也被認為是奧陶紀(jì)大輻射的產(chǎn)物。
張志飛團隊在國家自然科學(xué)基金的資助下，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，顯示有清楚的模塊化幾何特征，清晰、可辨，兩側(cè)對稱，整體外形呈圓椎狀?；芯勘砻?，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。
經(jīng)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，表明該化石苔蘚動物代表化石和現(xiàn)生苔蘚動物的基干類群，為最原始祖先類型。
這項研究將苔蘚動物門的地質(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。研究發(fā)現(xiàn)，兩側(cè)動物模塊化生長和群落分布比想象的早得多，表明現(xiàn)代苔蘚蟲可能起源于群居的祖先類型而不是單體生活祖先。寒武紀(jì)早期苔蘚動物的發(fā)現(xiàn)進一步支持了由中科院院士舒德干團隊所提出的三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)假說，進一步揭示了寒武紀(jì)地球動物樹歷時4000萬年，基礎(chǔ)動物、原口動物和后口動物三大動物亞界分階段、爆發(fā)性出現(xiàn)的過程。
“化石在燈影組西蒿坪段泥質(zhì)灰?guī)r中的發(fā)現(xiàn)表明了寒武紀(jì)苔蘚蟲與后期屬種相似，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。”張志飛表示，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，尚需其他化石的約束和補充。(陳彬 張行勇)
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