新研究發(fā)現(xiàn)苔蘚動(dòng)物起源于5.3億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)早期
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新研究發(fā)現(xiàn)苔蘚動(dòng)物起源于5.3億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)早期
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)（記者 陸成寬）：苔蘚動(dòng)物起源于何時(shí)？三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)假說(shuō)有了新證據(jù)？
來(lái)自西北大學(xué)等單位的研究人員通過(guò)對(duì)陜南鎮(zhèn)巴小洋剖面燈影組發(fā)現(xiàn)的微體化石進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，苔蘚動(dòng)物起源于5.3億年前的究發(fā)紀(jì)寒武紀(jì)大爆發(fā)早期，而非此前認(rèn)為的物起4.8億年前的奧陶紀(jì)。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步支持了中科院院士舒德干團(tuán)隊(duì)提出的源于億年三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)假說(shuō)，揭示了在4000萬(wàn)年的寒武時(shí)間里，寒武紀(jì)動(dòng)物界從基礎(chǔ)動(dòng)物到原口動(dòng)物，早期再到后口動(dòng)物不斷升級(jí)的新研現(xiàn)苔蘚動(dòng)演化過(guò)程，反映了寒武紀(jì)大爆發(fā)過(guò)程的究發(fā)紀(jì)連續(xù)性和階段性。相關(guān)研究成果10月27日在線發(fā)表于《自然》雜志。物起
苔蘚動(dòng)物是源于億年具有觸手冠的真體腔動(dòng)物，是寒武一類(lèi)水生群體固著底棲動(dòng)物，多為海生，早期連片群居，新研現(xiàn)苔蘚動(dòng)呈現(xiàn)樹(shù)枝狀，究發(fā)紀(jì)外形酷似苔蘚植物，物起故名苔蘚動(dòng)物，又名苔蘚蟲(chóng)，是一種典型的“草根動(dòng)物”。
苔蘚動(dòng)物與腕足動(dòng)物、帚蟲(chóng)動(dòng)物一起被稱(chēng)為觸手冠動(dòng)物，屬于原口動(dòng)物亞界，具有馬蹄形的觸手冠取食結(jié)構(gòu)，其消化道呈現(xiàn)U型，肛門(mén)位于觸手冠之外，故名外肛動(dòng)物。苔蘚動(dòng)物的身體外面有表面細(xì)胞分泌的鈣質(zhì)、膠質(zhì)或幾丁質(zhì)蟲(chóng)室，能保存為化石，但軟軀體信息很難保存。
距今約5.4億年—5.18億年前的寒武紀(jì)早期，是一個(gè)神奇的地質(zhì)歷史時(shí)期。當(dāng)時(shí)，地球上突然爆發(fā)性出現(xiàn)了包括脊椎動(dòng)物在內(nèi)的幾乎所有現(xiàn)生動(dòng)物的早期祖先代表，其中包括了大型的捕食者和各種奇異的動(dòng)物類(lèi)型。
然而，“地質(zhì)歷史中非常重要的動(dòng)物門(mén)類(lèi)——苔蘚動(dòng)物，在寒武紀(jì)卻一直缺乏確鑿的化石記錄，它們現(xiàn)生類(lèi)型個(gè)體微小，群體生活、模塊化生長(zhǎng)，生態(tài)復(fù)雜，因此被認(rèn)為是奧陶紀(jì)大輻射的產(chǎn)物。”論文通訊作者、西北大學(xué)地質(zhì)系教授張志飛介紹。
近期，張志飛教授指導(dǎo)的博士研究生張志亮在陜南鎮(zhèn)巴縣小洋鎮(zhèn)小洋剖面燈影組西蒿坪段的碎屑灰?guī)r中，通過(guò)酸蝕處理方法，發(fā)現(xiàn)了幾塊毫米級(jí)的微體化石。研究發(fā)現(xiàn)，這些微體化石是地球已知最早的苔蘚動(dòng)物化石。
“這一結(jié)果將苔蘚動(dòng)物的地質(zhì)歷史從奧陶紀(jì)前推到寒武紀(jì)大爆發(fā)早期，將苔蘚動(dòng)物的地質(zhì)歷史前推至少5000萬(wàn)年。”張志飛說(shuō)。
研究人員利用掃描電鏡、X射線斷層掃描技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，這些化石呈現(xiàn)雙向薄板狀網(wǎng)狀，背對(duì)背兩面覆有表皮細(xì)胞分泌幾丁質(zhì)蟲(chóng)室。蟲(chóng)室缺乏明顯的礦化，縱向5列或7列交替排列，模塊化幾何特征清晰、可辨，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，整體外形呈圓錐狀。化石研究表明，兩側(cè)動(dòng)物群落精致的幾何分布模式和嚴(yán)格的等級(jí)制度起源于5.3億年前，是寒武紀(jì)大爆發(fā)重要的生態(tài)創(chuàng)新。
同時(shí)，通過(guò)52個(gè)特征、18個(gè)類(lèi)群和2個(gè)外群的最大簡(jiǎn)約法和貝葉斯分支系統(tǒng)學(xué)分析研究表明，寒武紀(jì)苔蘚動(dòng)物為苔蘚動(dòng)物的基干類(lèi)群，代表最原始祖先類(lèi)型。對(duì)此，張志飛解釋道：“這意味著兩側(cè)動(dòng)物模塊化生長(zhǎng)和規(guī)則的群落分布比想象的要早得多，提出現(xiàn)代苔蘚動(dòng)物可能起源于群居的祖先類(lèi)型而不是單體生活祖先。”
張志飛表示，在燈影組西蒿坪段泥質(zhì)灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)的化石表明，寒武紀(jì)苔蘚動(dòng)物與后期屬種相似，適宜在清澈的硬底質(zhì)環(huán)境中生活，從而揭示了泥頁(yè)巖中保存的特異型化石庫(kù)中缺乏苔蘚動(dòng)物化石的原因。
“該發(fā)現(xiàn)為地球動(dòng)物樹(shù)成型和寒武紀(jì)生命大爆發(fā)提供了新的證據(jù)，表明特異型化石的研究并不能完全揭示地史上生命演化的歷史過(guò)程，還需要其他化石的約束和補(bǔ)充，該化石的發(fā)現(xiàn)為地球后生動(dòng)物門(mén)類(lèi)的起源和演化提供了新的時(shí)間框架。”張志飛說(shuō)。
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（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)（陳彬 張行勇）：日前，西北大學(xué)早期生命研究團(tuán)隊(duì)張志飛教授指導(dǎo)博士生張志亮，在陜西省漢中市鎮(zhèn)巴縣小洋鎮(zhèn)小洋剖面燈影組西蒿坪段的碎屑灰?guī)r中，通過(guò)酸蝕處理方法發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)毫米級(jí)的微體化石。經(jīng)課題組前期研究，聯(lián)合澳大利亞麥考瑞大學(xué)教授、西北大學(xué)兼職教授格倫·布洛克，并與中科院南京地質(zhì)古生物研究所、英國(guó)自然歷史博物館、瑞典自然歷史博物館等國(guó)內(nèi)外學(xué)者合作研究，認(rèn)為這些微體化石代表地球已知最早的苔蘚動(dòng)物（苔蘚蟲(chóng)）化石。10月27日，研究成果以長(zhǎng)文形式發(fā)表于《自然》。
苔蘚動(dòng)物是具有觸手冠的真體腔動(dòng)物，是一類(lèi)水生群體固著底棲動(dòng)物，屬于典型的“草根動(dòng)物”。寒武紀(jì)大爆發(fā)事件，即在距今5.3億年前的地球海洋中，突然爆發(fā)性出現(xiàn)了包括脊椎動(dòng)物在內(nèi)的幾乎所有現(xiàn)生動(dòng)物的早期祖先代表，其在寒武紀(jì)特異型化石庫(kù)中保存得栩栩如生。但地質(zhì)歷史中非常重要的動(dòng)物門(mén)類(lèi)——苔蘚動(dòng)物門(mén)，在寒武紀(jì)卻一直缺乏確鑿的化石記錄。不過(guò)，4.8億年前的奧陶紀(jì)之后，苔蘚蟲(chóng)化石變得極為豐富，因此，它們也被認(rèn)為是奧陶紀(jì)大輻射的產(chǎn)物。
張志飛團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下，利用掃描電鏡、X射線斷層掃描技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)這些化石呈現(xiàn)雙向薄板狀網(wǎng)狀，背對(duì)背兩面覆有表皮細(xì)胞分泌幾丁質(zhì)蟲(chóng)室。蟲(chóng)室缺乏明顯的礦化，縱向5列或7列交替排列，顯示有清楚的模塊化幾何特征，清晰、可辨，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，整體外形呈圓椎狀。化石研究表明，兩側(cè)動(dòng)物群落精致的幾何分布模式和嚴(yán)格的等級(jí)制度起源于5.3億年前，是寒武紀(jì)大爆發(fā)重要的生態(tài)創(chuàng)新。
經(jīng)過(guò)52個(gè)特征、18個(gè)類(lèi)群和2個(gè)外群的最大簡(jiǎn)約法和貝葉斯分支系統(tǒng)學(xué)分析研究，表明該化石苔蘚動(dòng)物代表化石和現(xiàn)生苔蘚動(dòng)物的基干類(lèi)群，為最原始祖先類(lèi)型。
這項(xiàng)研究將苔蘚動(dòng)物門(mén)的地質(zhì)歷史從奧陶紀(jì)前推到寒武紀(jì)大爆發(fā)早期，將苔蘚動(dòng)物的地質(zhì)歷史前推至少5000萬(wàn)年。研究發(fā)現(xiàn)，兩側(cè)動(dòng)物模塊化生長(zhǎng)和群落分布比想象的早得多，表明現(xiàn)代苔蘚蟲(chóng)可能起源于群居的祖先類(lèi)型而不是單體生活祖先。寒武紀(jì)早期苔蘚動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步支持了由中科院院士舒德干團(tuán)隊(duì)所提出的三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)假說(shuō)，進(jìn)一步揭示了寒武紀(jì)地球動(dòng)物樹(shù)歷時(shí)4000萬(wàn)年，基礎(chǔ)動(dòng)物、原口動(dòng)物和后口動(dòng)物三大動(dòng)物亞界分階段、爆發(fā)性出現(xiàn)的過(guò)程。
“化石在燈影組西蒿坪段泥質(zhì)灰?guī)r中的發(fā)現(xiàn)表明了寒武紀(jì)苔蘚蟲(chóng)與后期屬種相似，適宜在清澈的硬底質(zhì)環(huán)境中生活，從而揭示了泥頁(yè)巖中保存的特異型化石庫(kù)中缺乏苔蘚動(dòng)物化石的原因。”張志飛表示，該發(fā)現(xiàn)為地球動(dòng)物樹(shù)成型和寒武紀(jì)生命大爆發(fā)提供了新的證據(jù)，表明特異型化石的研究并不能完全揭示地史上生命演化的歷史過(guò)程，尚需其他化石的約束和補(bǔ)充。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04033-w