欢迎来到 球盟会官网登录 官方网站!
球盟会网页版:
若把海星和柱头虫放在一同,很少有人会将它们视为 “近亲”:一个长着五条腕,在海底缓慢匍匐;另一个身体细长,像一条休息于泥沙中的蠕虫。二者形状悬殊,却同属 “步带动物(Ambulacraria)” 这一演化支系。但是,该支系一起先人终究长什么样,长时间以来一直缺少要害化石根据。
2026 年 9 月 16 日,西北大学地质学系韩健研讨员、博士生何凯悦等联合国内外学者,在Cell子刊《今世生物学》(Current Biology)宣布重要研讨成果。团队从距今约 5.18 亿年的云南澄江生物群中发现步带动物新物种——胶膜玉净虫(Yujingia glutenotunica)。系统发育剖析显现,它是现在已知最接近现生步带动物一起先人的干群化石之一,为破解海星、海百合、柱头虫和头盘虫等动物的前期演化之谜供给了新的什物根据。
(A)正模标本 ELI-EJ053;(B)副模标本 ELI-JS033A;(C)标本 ELI-JS188A;(D)标本 ELI-JS005A;(E)羽状附肢部分,显现滤食沟、侧枝及附肢的三角形基部;(F)下部躯干,显现深色内部团块、肠道和包裹其外的淡色膜;(G)羽状附肢部分,显现食物沟;(H)羽状附肢部分,显现侧羽枝的V形摆放;(I)条状附肢部分。
步带动物总门包含棘皮动物门和半索动物门两大类。棘皮动物是人们较为了解的一支,包含海星、海胆、海百合等。海星腹面散布着步带区和管足,管足兼具运动、取食和感知功用;海百合虽外形相似植物,实为动物,依托舒展的腕和羽枝从海水中滤取食物颗粒。
半索动物的外形则天壤之别,包含柱头虫和头盘虫等。柱头虫身体细长,分为吻、领、躯干三部分,多在海底泥沙中穴居;头盘虫体型细小,常营附着日子,使用带纤毛的触手腕吸取水中悬浮食物。
棘皮动物辐射对称、具钙化骨骼和管足;半索动物两边对称、身体柔软并保存鳃裂——仅凭成体外形,很难幻想二者源自同一先人。
早在 1881 年,俄国动物学家梅契尼科夫便根据胚胎与幼虫发育的相似性,将棘皮动物和半索动物联系起来,并初次命名为“步带类”(Ambulacraria)。“步带”转义指棘皮动物腕部腹面具有管足和用于运动摄食的步带沟。尔后一个多世纪里,该分类观念长时间饱尝争议:研讨者在半索动物吻部辨认出口索结构,一度将其划入脊索动物门,视为脊椎动物的原始近亲,步带类的分类方位随之放置。直至 1998 年,分子系统学研讨从基因层面佐证了两类生物的近缘联系,步带动物支系才从头取得学界公认。
概念尘埃落定,新的中心科学难题随之显现:步带动物的演化源头在哪里?它们的最终一起先人终究具有怎样的身体结构?在超百年的古生物研讨中,要害化石什物佐证适当匮乏,棘皮动物五辐射对称躯体与半索动物两边对称蠕虫型身体的来源机制,一直是演化生物学悬而未决的谜题。
长时间以来,干流假说以为步带动物的一起先人或许相似文昌鱼和柱头虫,是一种没有触手、主要是依托咽部滤食的蠕虫状动物。依照这一想象,棘皮动物和部分半索动物杂乱的摄食附肢是在后续演化中逐步呈现的。而本次玉净虫化石的精密解剖与系统发育剖析,从什物层面改写了这一沿袭多年的传统认知。
“咱们共发现 4 件保存精巧软躯体结构的胶膜玉净虫化石标本,悉数产自 5.18 亿年前云南昆明寒武纪第三期澄江化石库,标本总长约 8.5–22 毫米。” 论文通讯作者韩健介绍,“化石完好保存圆柱形躯干、U 型肠道和附肢,是全球稀有的没有矿化骨骼的前期步带动物。它的身体顶部伸出两组形状不同的附肢:6 条羽状附肢具有有替换摆放的羽枝和食物沟,用于搜集和运送水中的食物颗粒;下方还有一组润滑的条状附肢,或许用于暂时附着和安稳身体姿势,使玉净虫可以以半固着方法日子于海底。”
由此推论,步带动物两个类别的一起先人并非此前估测的无触手蠕虫状动物,部分类群现已具有较为兴旺的滤食附肢。“胶膜玉净虫的发现在必定意义上澄清了步带动物取食方法的来源。”韩健指出,“触手摄食和咽部滤食代表了两种不同的取食方法,并在后续不同演化支系平分别得到开展。”
关于化石的命名,论文榜首作者、西北大学地质学系博士生何凯悦介绍:“这种远古生物上部触手舒展、下部躯体圆润,外形与中华民间传统文化中观音菩萨手持的玉净瓶相符合;且一切标本均保存一层包裹内脏团的淡色原生薄膜,质地柔软如胶膜,是该物种最直观的辨认特征,因而取中文名为‘胶膜玉净虫。”
为承认胶膜玉净虫在生命演化中的方位,研讨团队将100个古今动物类群的505个形状特征归入系统发育剖析。成果显现,胶膜玉净虫坐落步带动物干群中,是衔接寒武纪步带动物干群岐须虫类(cambroernids,包含爬胃虫、轮盘钵、火炬虫等)与现代海星、头盘虫等步带动物的要害过渡类群。它保存了柔软、近圆柱状的蠕虫状躯体,一起具有可与现生步带动物摄食附肢相比较的羽状附肢,是现在已知最接近现生步带动物冠群一起先人的干群成员。
根据100个类群和505个形状特征的贝叶斯系统发育剖析,节点处数字标明后验概率(%);左下方为比例尺。
研讨标明,步带动物的部分先人类群或许早已演化出具有食物沟的杂乱滤食附肢;海星的钙化骨骼、具管足的步带结构,以及柱头虫具口索的吻部结构等,都是在各自支系后续演化中独立构成的特征。舒德干院士进一步解读,“步带动物的滤食触手与鳃裂有几率存在此消彼长的代替联系:二者在功用上有所堆叠,演化上或存在权衡。步带动物中的柱头虫抛弃触手、开展出 7~700 对鳃裂,并演化出吻部及口索以习惯钻泥日子;其余步带动物则放弃兴旺鳃裂、演化出多功用触手,分解出固着群居的笔石、杆璧虫,以及海星、海百合等共同的辐射对称生物。” 胶膜玉净虫所保存的羽状附肢和食物沟,为讨论触手摄食在步带动物前期演化中的效果供给了曩昔缺失的化石资料。
“胶膜玉净虫的发现,打通了从原始触手底栖动物到现代棘皮、半索动物的演化链条,”舒德干院士说,“不仅为了解两边对称动物向五辐射对称棘皮动物的极点身体构型改变供给了破解谜题的新思路,更为探究整个后口动物亚界的来源和前期分解投进一缕阳光,从而为地球动物树上的要害演化缺环增添了一颗靓丽的化石明珠。”