确认八臂仙母虫是最早的后生动物类群之一

发现于我国贵州的“八臂仙母虫”

中国和瑞典的地质科学家研究表明,贵州发现的八臂仙母虫是目前世界上发现的最古老后生动物宏体化石,这使我国动物起源和早期演化研究再次获得突破性进展。

中国地质科学院昨天透露,中国地质科学院地质研究所唐烽研究员和瑞典国家自然历史博物馆的Stefan  Bengtson院士合作组成的科研小组,自2005年以来在贵州铜仁江口地区伊迪卡拉纪地层中发现大量保存精美的藻类、海绵类和疑似后生动物化石。他们在2008年命名发表最原始八辐射后生动物——八臂仙母虫化石后,继续挖掘发现了更多化石新证据,得以确认八臂仙母虫是最早的后生动物类群之一,从而使我国动物起源和早期演化研究再次获得突破性进展。今年9月21日,美国生物类杂志《进化与发育》以封面文章发表唐烽等人撰写的《八臂仙母虫与栉水母动物的起源》,论证了八臂仙母虫是目前世界上发现的最古老的后生动物宏体化石。

据介绍,八臂仙母虫化石年龄区间距今5.51-5.8亿年,随后在澳大利亚也发现了相似的印痕化石,为国际地层对比架起了桥梁。从我国最近采集的形态解剖学特征保存更明显完整的八臂仙母虫化石,可以推断这类化石可能代表一个原始类群的栉水母动物,也表明栉水母类应该是除海绵动物以外,后生动物谱系中最早出现的类群之一,其最早化石记录从“澄江生物群”寒武纪早期推前大约3千万年,并表明浮游的掠食者在前寒武纪伊迪卡拉生物群全盛期的生态系统中已占据一席之地,以往所谓伊迪卡拉“生命伊甸园”说法面临挑战。

八臂仙母虫是怎么发现的?

2004年10月,中国和瑞典的几名古生物学家首先在贵州江口县的一条小河边挖出一批远古生物化石,这批化石的年代让人震惊——据侧距今已有5.8亿年。

这是一种谁都没有见过的生物形态,它们与现生动物的门类几乎完全没有可对比性。“发现如此规则而独特的宏体化石确实令人惊奇。”发现者之一、中国地质科学院地质研究所唐烽研究员说。研究人员认为,他们发现了一个全新的动物门类。

化石呈现出椭圆的盘形,比一元人民币硬币稍大,这样的体型在微体动物统治的早期动物世界里,已经算得上庞然大物。而最为奇特的是,这些动物每一只都有八条侧缘平滑、呈螺旋状向外辐射的旋臂。研究人员相信,这些旋臂在动物活着的时候是圆柱状的,而在化石中是被压扁了。

从外观上看,化石上的物质直径为20-40毫米,还有八条呈螺旋状的“手臂”,排列规则就像旋涡星系——“仙女座大星云”中的旋臂一样,也正是因为这样,研究人员给它起了个很美丽的名字——八臂仙母虫。

形态似涡旋星系

唐烽等人发现的这种八辐射动物生活在寒武纪之前的伊迪卡拉纪,是目前已知的世界上最早的八辐射动物。它们的旋臂是致密的碳质实体,最大宽度可达2毫米,厚度接近1毫米。旋臂的一端汇聚在盘体的中央,另一端互相叠置,并在盘体边缘形成封闭的环状。研究人员推测,这可能意味着,此种动物的旋臂被一个扁平的囊膜包裹,而旋臂之间充满流动的有机质。

在距离我们250万光年的地方,仙女座大星云展现出与八臂仙母虫相似的形态。正是受旋涡星系的启发,科学家们借用了仙女座大星云的名字命名这一新发现古生物。

中、瑞古生物学家最终把这种动物命名为“八臂仙母虫”。“我认为这是一个非常好的创意。”唐烽说,“它属名中的‘Andromeda’正是仙女座的意思。”

珊瑚、水母的远古亲戚

根据采集化石的岩石层年份,科学家们认为这块化石的年代属于5.6亿年前的埃迪卡拉纪。随着研究的深入,科学家发现,这个化石属于动物演化早期阶段出现的大量双胚层动物类型中的一类,类似现代海洋中的珊瑚、水母和海葵等动物。

而令古生物学家百思不得其解的是,这种动物如何进食?化石上并没有任何口孔或触手的痕迹。能够作为参照的现生动物极为罕见,比如栉水母和八射珊瑚,但它们之间的许多差异仍使研究人员满腹疑问。古生物学家也并不清楚那些旋臂是做什么用的。

现在能够推测的是,这种八辐射动物生活在海里,但并不是浮游动物,而是栖息在海底。因为从化石中也看不到它们有任何适于主动游泳的器官。它们可能靠着八个辐射状的臂膀吸收海底的微生物来取食物。

南北半球发现同种生物化石

正是由于这些奇特的旋臂,古生物学家把这种动物称为“八辐射动物”。

中国地质科学院和瑞典国家自然历史博物馆的几名古生物学家发现这种八辐射动物后如获至宝,在几年的时间里都秘而不宣地进行研究,直至得知澳大利亚有学者也发现了类似的化石,才在2008年公布了他们的发现。

经过中、澳、美三方科学家多次对比研究发现,中澳发现的化石属于同一种生物,这个发现令科学家们十分惊喜。

名词解释

后生动物

后生动物是指包括人类在内的所有多细胞动物的总称,根据体制形态对称情况,后生动物分为不对称动物、辐射对称动物和两侧对称动物。其中刺胞动物门、栉水母动物门、棘皮动物门都属于辐射对称动物。在动物系统树的基部,栉水母动物与其他两大类群相邻,但它们演化出现的先后位置一直存在争议,通常海绵被认为首先分化出来,其次是刺胞动物即水母动物,然后才是栉水母。它们在距今5.4-5.3亿年左右的寒武纪之初不到1千万年时间中突然出现,即“寒武纪生命大爆发”,证据是丰富的寒武纪早期化石群,包括我国云南著名的“澄江生物群”。这些“瞬间”出现的动物门类的原始祖先应该生活在更遥远的前寒武纪时代。

影响和意义

发现八臂仙母虫有什么价值?

当科学家将发现八臂仙母虫公之于世时,引起了国际同行的高度关注。

为何小小的“八臂仙母虫”能引起古生物界如此巨大的轰动呢?这要从埃迪卡拉化石群独特的特性来解释。埃迪卡拉化石是生活在5.7亿-5.4亿年前地球上的一类形态和结构特殊的生物,作为地球上首次出现的大而复杂的生物群,它们给演化生物学家和地质学家带来大量的难以回答的问题。

首先,埃迪卡拉化石为没有矿化的外壳和骨骼软躯体生物,却通常被发现在不易保存化石的石英砂岩中,并呈现三维立体形态,这在此后的5亿年地球历史上是没有的。第二,埃迪卡拉化石个体大、形态多样,但是缺乏动物通常所具有的进行运动、取食和消化等功能的器官。因而,科学家们对埃迪卡拉化石生物属性和生活方式的解释存在观点截然不同的假说,它们曾经被认为是真菌、地衣、原核生物、原始多细胞动物,甚至被认为是属于一个与现生生物界没有亲缘关系的独立生物界。有科学家曾经这样解释埃迪卡拉化石,它们代表着地球上动物大量出现之前的一次失败了的演化试验。埃迪卡拉化石所生存的时代曾被描述为一个没有相互捕杀的“埃迪卡拉花园”,是地球上生命经历了大约30亿年漫长、缓慢的微观演化之后而出现的一类大型复杂生命,在5.4亿年前动物的“寒武纪大爆发”之前已经灭绝。

但此次发现不仅证明埃迪卡拉生物群中也有动物的存在,也让埃迪卡拉生物群和现今的动物界建立起了联系,因为八臂仙母虫和如今海洋中水母、珊瑚都有着亲缘关系。


黔中早报





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