地球元老级“居民”

2023-10-09 00:55本刊综合
发明与创新 2023年28期
关键词:节肢动物寒武纪苔藓

◆本刊综合

在大约38 亿年的漫长岁月中,地球孕育出众多绚丽而独特的生命。谁是脊椎动物中的“超级明星”?地球上的资深小“藓”肉又是谁?一起来揭开地球上元老级“居民”的神秘面纱吧。

脊椎动物中的“超级明星”

云南虫是地球上已知最古老的脊椎动物,它诞生于5.18 亿年前,是我国化石宝库澄江动物群中诞生的又一位“超级明星”。

云南虫从形态上看类似蠕虫,它们身体侧扁,长度一般为3~4 厘米。研究人员通过对127 块云南虫标本的重新分析,首次在云南虫的咽弓上发现了极微小尺度上三维保存的叠盘状细胞结构和蛋白微原纤维。这两种精细的显微结构为脊椎动物细胞软骨独有,可以证明云南虫是一种原始脊椎动物。

对比“同龄”动物昆明鱼,云南虫具有更多原始特征,更接近脊椎动物的演化源头。比如,昆明鱼已具有一条位于身体背部的原始脊椎,而在云南虫身上并未出现。人类或许能从云南虫身上的众多原始特征中,揭开脊椎动物起源的奥秘。

最早“登陆”的生物

图1 云南虫标本(图/中科院南京地质古生物研究所 赵方臣 供)

节肢动物是身体和附肢都分节的无脊椎动物,是最庞大和古老的生物门类。常见的各类昆虫、虾、蟹以及“大名鼎鼎”的化石生物——三叶虫等,都属于节肢动物。全世界的节肢动物有约120 万种,生活环境遍布海洋和陆地。

在距今5.4 亿年生命大爆发的寒武纪时期,海洋迎来了以节肢动物为主的生物群,与之一起诞生的还有腕足动物和软体动物等。在4 亿多年前,陆地出现了植物,使得地球大气与岩石环境得以改善,越来越多的生物开始向陆地迁移。

节肢动物天然的硬壳和气阀为其登上陆地提供了生存保障。科学家推断,志留纪晚期的节肢动物——呼气虫化石可能代表了最早的陆地生物之一,节肢动物也成为最早登陆的生物。

近日,一支中外联合研究团队在我国新疆准噶尔盆地西北缘的志留纪晚期地层中发现了一种新的淡水节肢动物——赛尔玛尔迪布拉克虫,代表我国目前已知最早的淡水节肢动物,也是在劳俄大陆之外最古老的淡水节肢动物实体化石记录。

这项发现对淡水节肢动物的起源与早期演化提出了新认识,或将改变人类对地球早期陆地生态系统的认知。

资深小“藓”肉

苔藓植物很常见,但你见过苔藓动物吗?这可是两个完全不同的物种。苔藓动物是一类个体微小的原始水生群体动物,由于它们的群体形态在外形上与苔藓植物相似,所以被称为“苔藓虫”,因其习惯群体生活,所以又被叫作“群虫”。

图2 最早的苔藓动物复原图(图/西北大学 供)

在距今5.4亿~5.18亿年前,海洋中暴发性地出现了包括脊椎动物在内的几乎所有现代动物的早期祖先代表。但是,苔藓动物门一直被认为是奥陶纪大辐射的产物,缺乏确凿的寒武纪化石记录。

西北大学研究团队在陕南镇巴县小洋坝剖面灯影组西蒿坪段的生物碎屑灰岩中,通过酸蚀处理实验发现了毫米级的微体化石。相关学者合作研究后认为,这些微体化石正是地球上最早的苔藓动物化石,揭示了这一门类的寒武纪起源。

经分析,寒武纪的苔藓虫化石为苔藓动物的基干类群,代表最原始的祖先类型。这一发现将苔藓动物的起源往前推进了至少5000 万年。苔藓虫群体的多层次可塑性和复杂性的模块化构建起源于5.3 亿年前,阐述了寒武纪大爆发期间重要的生态创新。

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