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通過對澄江生物群疑難化石“足杯蟲類”的系統研究 破解櫛水母動物門起源之謎

三穹傣花蟲與奇妙足杯蟲的對比:A、B為三穹傣花蟲頂視標本(模式標本)及解釋圖;C為三穹傣花蟲側視標本;D為奇妙足杯蟲側視標本。資料圖片

三穹傣花蟲與奇妙足杯蟲的對比:A、B為三穹傣花蟲頂視標本(模式標本)及解釋圖;C為三穹傣花蟲側視標本;D為奇妙足杯蟲側視標本。資料圖片

(神秘的地球uux.cn報道)據光明日報(張勇):云南大學云南省古生物研究重點實驗室侯先光教授團隊的疑難化石研究小組,通過對澄江生物群疑難化石“足杯蟲類”的系統研究,確認了這類底棲固著的疑難化石是現生櫛水母動物的干群,并據此構建了櫛水母動物基本體型的演化路徑。這一發現證實了櫛水母動物和刺胞動物共同起源于底棲固著祖先的事實,破解了櫛水母動物門的起源之謎。該研究成果以長文形式于3月21日在線發表于美國《細胞》出版集團子刊《當代生物學》上,并將于4月1日以封面文章正式刊出。

據侯先光教授團隊介紹,櫛水母是一類雙胚層動物,傳統教科書中將其和另外一類雙胚層動物——刺胞動物(珊瑚、水母、海葵等)合稱為腔腸動物,認為它們是海綿動物和三胚層動物(兩側對稱動物)之間的過渡類型。但近年來分子系統學的研究顯示,櫛水母動物可能是多細胞動物的基部類群,這預示著它們與刺胞動物共有的形態特征可能是趨同演化的結果。因此,櫛水母動物門的起源與早期演化,成為研究多細胞動物門類早期演化的重大科學問題之一。產于云南東部的澄江生物群(約520Ma),是寒武紀早期特異埋藏的化石寶庫,記錄了寒武紀生命大爆發時期動物門類的早期輻射演化。

“足杯蟲類”是寒武紀特異埋藏化石群中特有的一類化石,過去僅報道有足杯蟲屬1屬2種。云南省古生物研究重點實驗室博士研究生趙陽在其導師叢培允研究員的指導下,對澄江生物群中的眾多足杯蟲化石標本開展了系統的研究工作,識別出一個新屬種三穹傣花蟲。在與英國布里斯托大學、倫敦自然歷史博物館、美國耶魯大學等單位的合作過程中,趙陽、叢培允、侯先光和魏凡博士對寒武紀具有類似形態特征和體型構建的眾多化石種類進行了進一步綜合研究,確認了復合纖毛構造是這些化石類群的共有特征,并且與現生櫛水母的櫛板(纖毛簇)是同源的。

研究小組使用貝葉斯方法,對由93個類群和278個形態特征構建的矩陣進行了系統發生分析,結果支持“足杯蟲類”等底棲固著化石類群是現生櫛水母動物的干群,表明早期櫛水母的復合纖毛構造在早期主要用于濾食。綜合寒武紀早-中期所有的櫛水母化石類群,研究小組首次提出了關于櫛水母體型演化的新假說,即現生浮游的櫛水母是通過身體不同構造的特化和退化,逐漸從固著濾食的早期類型演化而來。研究結果還表明,寒武紀生命大爆發時期,櫛水母動物的多樣性已經達到了一個較高的水平,固著型櫛水母干群和浮游型櫛水母共同生活在同一地史時期。

本項研究由國家自然科學基金委和云南省科技廳聯合資助。云南大學云南省古生物研究重點實驗室博士研究生趙陽為第一作者,叢培允研究員為通訊作者。




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