寒武紀(jì)“多節(jié)耳材村蟲”化石揭示泛甲殼類動(dòng)物祖先面目

2025-11-25 16:41:17 分類：百科 閱讀(5291)

寒武紀(jì)“多節(jié)耳材村蟲”化石揭示泛甲殼類動(dòng)物祖先面目
（神秘的寒武地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)（見(jiàn)習(xí)記者 程唯珈）：“地球生物圈經(jīng)歷了這么多次大滅絕，經(jīng)歷了小行星撞擊，紀(jì)多節(jié)耳甲殼經(jīng)歷了多次嚴(yán)酷的材村蟲化北京美女同城上門外圍上門外圍女（微信156-8194-*7106）提供頂級(jí)外圍女上門，可滿足你的一切要求冰期，也經(jīng)歷了白堊紀(jì)那樣的石揭示泛酷暑，但泛甲殼類始終引吭高歌，類動(dòng)屹立不倒。物祖”望著手中這塊記載著5億多年歷史的先面耳材村蟲化石，云南大學(xué)云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員翟大有感慨萬(wàn)分。寒武
近日，紀(jì)多節(jié)耳甲殼《當(dāng)代生物學(xué)》在線發(fā)表了云南大學(xué)與英國(guó)劍橋大學(xué)、材村蟲化美國(guó)麻省理工學(xué)院合作的石揭示泛研究論文。中外科學(xué)家通過(guò)顯微CT技術(shù)，類動(dòng)發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了昆蟲與甲殼動(dòng)物的物祖祖先為寒武紀(jì)時(shí)期的多節(jié)耳材村蟲。
寒武紀(jì)生物演化之謎
時(shí)間回溯到寒武紀(jì)。先面別聽(tīng)名字如此冰冷，寒武那個(gè)時(shí)代的海洋可是生機(jī)盎然。
寒武紀(jì)時(shí)期，在淺海區(qū)域，生活著各種各樣的動(dòng)物。包括有著堅(jiān)硬外殼的北京美女同城上門外圍上門外圍女（微信156-8194-*7106）提供頂級(jí)外圍女上門，可滿足你的一切要求三葉蟲、有著長(zhǎng)長(zhǎng)尾巴的撫仙湖蟲、揮舞著巨大爪子的奇蝦、長(zhǎng)得像蚯蚓的蠕蟲、個(gè)子小小的高肌蟲等。
5億多年來(lái)，節(jié)肢動(dòng)物一直是地球上的“強(qiáng)勢(shì)”群體，因擁有能廣泛適應(yīng)不同生境的外骨骼、敏銳的視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)、靈活分節(jié)的軀干及功能多樣的附肢、這個(gè)類群得以遍布全球各個(gè)角落、各種生存環(huán)境（海洋、湖泊、森林、草原、沙漠甚至地下水）。其中，又以泛甲殼類最為繁盛，以物種數(shù)量而論，其占據(jù)已知的135多萬(wàn)種動(dòng)物當(dāng)中的75%左右。
翟大有告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“盡管科學(xué)家根據(jù)DNA突變速率反推，認(rèn)為泛甲殼類在早寒武世已經(jīng)出現(xiàn)，然而相關(guān)的化石證據(jù)僅局限于早寒武世磷酸鹽質(zhì)化石中保存的幼蟲和中—晚寒武世碳化石中保存的零星碎片，早期泛甲殼類的成蟲形態(tài)及其發(fā)育成熟狀態(tài)的關(guān)鍵鑒定特征一直成謎。”
為此研究人員決定去澄江生物群尋找成蟲的蛛絲馬跡。
翟大有介紹，發(fā)現(xiàn)于澄江帽天山附近的澄江生物群是目前已知最早的多門類后生動(dòng)物軟軀體化石群，產(chǎn)出了大量舉世驚嘆的精美化石，為研究眾多動(dòng)物門類的早期演化、研究“寒武紀(jì)大爆發(fā)”的過(guò)程和機(jī)制，提供了珍貴素材。
果不其然，此次在多節(jié)耳材村蟲化石身上發(fā)現(xiàn)的形態(tài)特征，就為揭開(kāi)這一謎團(tuán)提供了有力證據(jù)。
發(fā)現(xiàn)泛甲殼類遠(yuǎn)祖
多節(jié)耳材村蟲是一種具有一對(duì)外殼和魚尾狀尾部的節(jié)肢動(dòng)物。基于傳統(tǒng)的研究手段，學(xué)界對(duì)其認(rèn)知僅局限于外殼、軀干后部和尾的表面形態(tài)，而由于外殼的遮蓋和圍巖的包埋，其附肢細(xì)節(jié)一直不為人知，從而其分類學(xué)和進(jìn)化學(xué)歸屬一直懸疑。
研究人員使用精度達(dá)到微米級(jí)別的X射線三維成像技術(shù)（顯微CT），透過(guò)厚厚的外殼和圍巖，觀察到多節(jié)耳材村蟲保存完好的20對(duì)附肢及其令人驚艷的形態(tài)細(xì)節(jié)。
這其中包括一對(duì)特化為鉤狀的第二觸角、為取食而特化為大顎和小顎的第三及第四對(duì)附肢、具有葉片狀“上肢”的雙分支型胸部附肢和由三片骨片圍繞而成的肛門結(jié)構(gòu)等。
“在我們的X射線顯微鏡下，多節(jié)耳材村蟲那么嬌小的軀體上，很多精細(xì)的結(jié)構(gòu)，包括像尖利的鉤子一樣的第二觸角、附肢髖節(jié)上著生的‘上肢’結(jié)構(gòu)都清晰可見(jiàn)。這些都是泛甲殼動(dòng)物的重要鑒定特征。”該重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉煜告訴記者，“這些特征很確定地告訴我們，這個(gè)小家伙就是我們今天地球上龐大的泛甲殼類家族的祖先。”
此次在云南澄江生物群發(fā)現(xiàn)的多節(jié)耳材村蟲化石，不僅證實(shí)了泛甲殼類動(dòng)物最晚/至遲起源于早寒武世，還表明第二觸角和口部附肢的特化、上肢的形成，在泛甲殼類從節(jié)肢動(dòng)物其他原始類群分離之初即已發(fā)生。
每個(gè)物種都是部史詩(shī)
回首5億年來(lái)，即使地球環(huán)境發(fā)生巨大變化，也總有一些角落里的泛甲殼類能夠頑強(qiáng)地挺過(guò)。從海底到空中，從森林到沙漠，它們繁衍后代并發(fā)生變異，進(jìn)軍到其它角落，再次繁盛。
“每一個(gè)物種都是一部史詩(shī)、一部悲壯的生存史。”翟大有介紹，古生物學(xué)家感觸最深的一點(diǎn)就是沒(méi)有物種能夠永恒，地球上的生命總是在不斷變革中向前發(fā)展。
“盡管今天的泛甲殼類已經(jīng)不是當(dāng)初的多節(jié)耳材村蟲，但是，這恰巧告訴我們，動(dòng)物為了在環(huán)境變化中生存下來(lái)，肯定不能一成不變。它們要努力地去適應(yīng)環(huán)境活下去，變得更強(qiáng)壯機(jī)敏！”他說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)未來(lái)將利用顯微CT、掃描電子顯微鏡等前沿技術(shù)，更加徹底地研究澄江生物群中的節(jié)肢動(dòng)物,以重新認(rèn)識(shí)這些遠(yuǎn)古動(dòng)物在節(jié)肢動(dòng)物家譜樹上的位置，并從頭梳理節(jié)肢動(dòng)物家族的家譜關(guān)系，譜寫這支“百萬(wàn)雄師”的家族史。
論文相關(guān)信息：DOI:10.1016/j.cub.2018.11.060
相關(guān)報(bào)道：Current Biology發(fā)表侯先光團(tuán)隊(duì)寒武紀(jì)泛甲殼類起源研究成果
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)云南大學(xué)：12月27日，美國(guó)《細(xì)胞》出版集團(tuán)子刊《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology，影響因子9.251）在線發(fā)表了云南大學(xué)云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室翟大有副研究員（第一作者）、劉煜研究員（通訊作者）、侯先光研究員與劍橋大學(xué)Javier Ortega-Hernández博士、麻省理工學(xué)院Joanna Wolfe博士、卡爾蔡司X射線顯微鏡高級(jí)資深應(yīng)用專家曹春杰工程師共同完成的題為“早寒武世一種泛甲殼類動(dòng)物呈三維保存的附肢”（Three-dimensionally preserved appendages in an early Cambrian stem-group pancrustacean）的研究論文。論文鏈接：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)31590-2。
節(jié)肢動(dòng)物是寒武紀(jì)至今地球上物種多樣性最高的動(dòng)物門類，而泛甲殼類（昆蟲和甲殼動(dòng)物組成的進(jìn)化單譜系群的統(tǒng)稱）又是節(jié)肢動(dòng)物中最為最繁盛的族群。盡管科學(xué)家們根據(jù)DNA分子鐘推算，認(rèn)為泛甲殼類在早寒武世已經(jīng)出現(xiàn)，然而相關(guān)的化石證據(jù)長(zhǎng)久以來(lái)僅局限于早寒武世磷酸鹽質(zhì)化石中保存的幼蟲和中、晚寒武世小碳化石中保存的零星碎片，早期泛甲殼類的成蟲形態(tài)及其發(fā)育成熟狀態(tài)的關(guān)鍵鑒定特征一直成謎。產(chǎn)自中國(guó)云南澄江生物群的多節(jié)耳材村蟲（Ercaicunia multinodosa）化石，為揭開(kāi)這一謎團(tuán)提供了證據(jù)。
多節(jié)耳材村蟲是一種具有一對(duì)外殼和魚尾狀尾部的節(jié)肢動(dòng)物，發(fā)現(xiàn)并報(bào)道于上世紀(jì)九十年代。基于傳統(tǒng)的研究手段，學(xué)界對(duì)其認(rèn)知僅局限于外殼、軀干后部和尾的外部形態(tài)，而由于外殼的遮蓋和圍巖的包埋，其附肢細(xì)節(jié)一直不為人知，從而其分類學(xué)和進(jìn)化學(xué)歸屬一直懸疑。本研究使用精度達(dá)到微米級(jí)別的X射線三維成像技術(shù)（顯微CT），透過(guò)厚厚的外殼和圍巖，觀察到了多節(jié)耳材村蟲保存完好的19對(duì)附肢及其令人驚艷的形態(tài)細(xì)節(jié)。這其中包括一對(duì)特化為鉤狀的第二觸角、為取食而特化為大顎和小顎的第三及第四對(duì)附肢、具有葉片狀“上肢”（epipodite）的雙分支型胸部附肢等。除此之外，本研究還首次完整地揭示了該類節(jié)肢動(dòng)物由三片骨片圍繞而成的肛門結(jié)構(gòu)。在由顯微CT這一前沿技術(shù)所揭示的多節(jié)耳材村蟲的眾多特征中，第二觸角、特化的大顎和小顎、附肢髖節(jié)上著生的“上肢”結(jié)構(gòu)，是泛甲殼類動(dòng)物的主要鑒定特征，為把多節(jié)耳材村蟲鑒定為泛甲殼類遠(yuǎn)祖一錘定音。本研究不但證實(shí)了泛甲殼類動(dòng)物起源于早寒武世，還表明，第二觸角和口部附肢的特化、上肢的形成，在泛甲殼類從節(jié)肢動(dòng)物其它原始類群分離之初即已發(fā)生。
“世界自然遺產(chǎn)”澄江生物群自從上世紀(jì)八十年代由侯先光研究員發(fā)現(xiàn)以來(lái)，產(chǎn)出了大量舉世驚嘆的精美化石，為研究眾多動(dòng)物門類的早期演化、研究“寒武紀(jì)大爆發(fā)”的過(guò)程和機(jī)制，提供了一個(gè)又一個(gè)珍貴素材。然而一直以來(lái)，對(duì)澄江動(dòng)物化石的形態(tài)學(xué)觀察，主要局限在利用光學(xué)顯微鏡等傳統(tǒng)成像技術(shù)所進(jìn)行的表面的、二維的觀察上，對(duì)化石標(biāo)本內(nèi)部所埋藏的形態(tài)特征則鮮有涉足。自2014年以來(lái)，以云南大學(xué)云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉煜研究員為代表的研究人員創(chuàng)新性地把顯微CT這一技術(shù)應(yīng)用到澄江化石的研究中（Liu et al., 2014, Nature Communications; 2015, Scientific Reports; 2016, PNAS），揭示了大量前所未見(jiàn)的、重要的形態(tài)特征，從而使澄江動(dòng)物化石的研究、尤其是澄江節(jié)肢動(dòng)物化石的研究進(jìn)入了一個(gè)全新的、由二維到三維、獲得的形態(tài)學(xué)信息迅猛增加的新階段。用澄江生物群發(fā)現(xiàn)者侯先光研究員的話來(lái)說(shuō)，顯微CT技術(shù)的運(yùn)用，使得我們對(duì)許多動(dòng)物化石的形態(tài)和它們?cè)趧?dòng)物譜系樹上的位置“產(chǎn)生了革命性的認(rèn)識(shí)”。使用顯微CT技術(shù)發(fā)表的關(guān)于澄江動(dòng)物化石的一系列高水平論文，不但展示了這一技術(shù)在古生物研究中的巨大潛力，也展示了澄江生物化石微米級(jí)別的精細(xì)結(jié)構(gòu)的驚人保存狀況。
本研究受國(guó)家自然科學(xué)基金41290251、41472153、U1302232、41372031、41528202，云南省科技廳基金2015HA021、2018FA025、2018IA073、云南省古生物創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目2015HC029資助。（云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 供稿）