冠状皱囊动物

2017-04-13 17:54段艳芳
知识就是力量 2017年4期
关键词:距今冠状祖先

段艳芳

科学巨匠达尔文在1859年出版的《物种起源》一书中,曾阐述过生命之树的伟大思想,即地球上的所有生命皆源于一个或少数几个共同祖先。而今,在生物学家和古生物学家的共同努力下,我们对枝繁叶茂、生机勃勃的生命之树的内部关系理解得越来越深入。

5.35亿年前的人类远祖至亲

早在数亿年前的寒武纪,热带的浅海里,生命史上里程碑式的创新就已经悄然发生。在距今5.2亿年前,出现了以昆明鱼、海口鱼和钟健鱼为代表的昆明鱼目,它们被誉为“天下第一鱼”。这些身长仅2~3厘米的小鱼是迄今已知最早出现的脊椎动物,代表着刚刚创造出头脑和原始脊椎的“宏型”人类祖先。而今,西北大学早期生命研究所舒德干院士的研究团队更近一步,在陕西宽川铺生物群中发现了距今5.35亿年、成体仅1毫米的冠状皱囊动物,这是一种拥有大大的口、身体两侧对称的椭圆形海洋生物。冠状皱囊动物具有被认为是鳃裂构造雏型的成对排水鳃孔,成为迄今为止最为古老的人类微型远祖至亲。

冠状皱囊动物究竟长啥样

冠状皱囊动物的微体化石发现于陕西省,属于陕西南部宽川铺生物群的一员,距今5.35亿年,早于其他所有的后口动物类群。研究团队运用酸蚀法将微体化石从周围岩石中分离出来,并利用显微电镜、显微扫描电镜等技术对微体化石进行了深入研究。肉眼看起来平淡无奇、微小的黑色颗粒状的化石,在电镜下呈现出令人赞叹不已的精美细节。科学家最终重构出冠状皱囊动物的样子和生活状态。

冠状皱囊动物呈椭球形,成体大小约1毫米,腹面具有可伸缩的大大的环状口部,表面有4对体锥,无尾部和肛门,具有被认为是鳃裂构造雏型的成对排水鳃孔。

沧海桑田,若将时光追溯至5.35亿年前,当时的陕西南部还是一片热带浅海,微小的冠状皱囊动物即生活于此。它们是如此微小,很可能生活在海床上的沉积物颗粒之间。研究还表明,冠状皱囊动物的身体两侧对称—该特征被它的许多后裔所继承,包括我们人类自身。冠状皱囊动物覆盖有薄的、相对柔韧的皮肤,这也意味着它们多少有些肌肉。因此科学家推断,它们可进行收缩性运动,以蠕动的方式四处活动。相比于身体的其他部分,冠状皱囊动物圆圆的口很大,可能直接吞噬食物颗粒甚至其他生物,而代谢废物则要从身上的排水鳃孔排出。尽管它们取食和排掉废物的方式相当原始,但这或许是它们最显著的特征。

皱囊动物为何如此重要

整个动物界主要包括基础动物亚界、原口动物亚界和后口动物亚界。原口动物亚界包括以乌贼、蜗牛为代表的软体动物,和以虾为代表的节肢动物等。后口动物亚界包括棘皮动物、脊索动物,以及人类在内的脊椎动物,因此其早期演化关系受到科学界的格外关注。若要窥探其演化关系,寒武纪的化石记录至关重要。

在距今5.1亿年前的寒武纪,后口动物已经分化,棘皮动物、半索动物、尾索动物和脊椎动物开始悉数登场,甚至还包括现已绝灭的古虫动物类等。这使科学家分辨哪个类群出现得更早,以及后口动物共同祖先可能的样子极其困難。最新发现的冠状皱囊动物的微体化石发现于陕西省,距今5.35亿年,早于其他所有的后口动物类群,该化石为探索后口动物的早期演化关系带来了新的曙光。

这个拥有一张圆圆的大嘴却无肛门、废物要从身上的排水鳃孔排出的皱囊动物,形貌是如此古老、原始,它很可能就是科学界期盼已久的后口动物亚界的一个根。从年代上讲,它将对人类早期祖先的认知从距今5.2亿年前推至5.35亿年前,体积也从厘米级推至毫米级。舒德干院士这样评价:“如果将澄江动物群中的后口动物大爆发比作一挂鞭炮燃起的话,此次皱囊动物的发现,相当于找到了这挂鞭炮的引线。”

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