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中国云南省东部发现的5亿年前化石解开地球生命演化中一个百年谜团
2022-11-07 10:03:07   来源:化石网   评论:0 点击:

海葵的祖先是什么?5亿年前的化石解开了刺胞动物进化的百年之谜(Credit: Reconstruction by Xiaodong Wang)Gangtoucunia aspera的化石标本(左)和图表(右)保留了软组织,包括肠道和触手。(Credit: Luke

海葵的祖先是什么?5亿年前的化石解开了刺胞动物进化的百年之谜(Credit: Reconstruction by Xiaodong Wang)
 
 
Gangtoucunia aspera的化石标本(左)和图表(右)保留了软组织,包括肠道和触手。(Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang)
 
 
Gangtoucunia aspera口部的特写照片,显示了用来捕获猎物的触手(Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang)
 
 
保存软组织的化石标本,包括肠道和触角(左边和中间)。右边的图画说明了化石标本中可见的解剖学特征(Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang)
 
(化石网整理)据cnBeta:科学家们终于解开了地球上生命进化过程中的一个世纪之谜,揭示了第一批有骨骼的动物是什么样子。这一发现之所以可能,是因为在中国云南省东部发现了一批保存得特别好的化石。这项研究的结果于11月2日发表在科学杂志《皇家学会议事录B》上。
 
在大约5.5-5.2亿年前一个被称为寒武纪大爆炸的事件中,第一批建立坚硬和强壮骨骼的动物突然出现在化石记录中,这在地质学上是一眨眼的功夫。这些早期化石中有许多是简单的空心管,长度从几毫米到许多厘米不等。然而,是什么样的动物制造了这些骨架几乎完全不为人知,因为它们缺乏所需的软体部分的保存,无法确定它们是否属于今天仍然活着的主要动物群体。
 
新收集的5.14亿年前的化石中包括四件软组织仍然完整的Gangtoucunia aspera的标本,包括肠道和口器。这些化石显示,这个物种的嘴边有一圈光滑、不分枝的触角,长约5毫米(0.2英寸)。这很可能是用来刺杀和捕获猎物的,比如小型节肢动物。这些化石还显示,Gangtoucunia有一个盲端肠道(只在一端开放),被分割成内部空腔,充满了整个管子的长度。
 
这些特征今天只在现代水母、海葵和它们的近亲(被称为刺胞动物)中发现,这些生物的软体部分在化石记录中极为罕见。这项研究表明,这些简单的动物是最早建立硬骨架的动物之一,这些硬骨架构成了大部分的已知化石记录。
 
据研究人员说,Gangtoucunia看起来类似于现代镰刀水母的息肉,有一个坚硬的管状结构固定在底层的基质上。触手的嘴会伸到管子外面,但也可能缩到管子里面,以避免遭遇捕食者。然而,与活着的水母息肉不同的是,Gangtoucunia aspera的管子是由磷酸钙打造的,这是一种构成我们人类的牙齿和骨骼的坚硬矿物。但随着时间的推移,使用这种材料来建造骨骼在动物中变得越来越罕见。
 
通讯作者、牛津大学地球科学系的Luke Parry博士说。"这真的是一个百万分之一的发现。这些神秘的管子经常以数百个个体的形式被发现,但是直到现在,它们还被视为"有问题的"化石,因为我们没有办法对它们进行分类。由于这些非同寻常的新标本,进化之谜的一个关键部分已经被牢牢地锁定了。"
 
新的标本清楚地表明,Gangtoucunia与环形虫(蚯蚓、多毛类动物及其亲属)没有关系,就像以前对类似化石所提出的那样。现在很清楚,Gangtoucunia的身体有一个光滑的外表和一个纵向分割的肠道,而环形动物有分段的身体,身体有横向的分割。
 
该化石是在中国云南省东部昆明市高楼房区的一个地点发现的。在这里,厌氧(缺氧)条件限制了通常降解化石中软组织的细菌的存在。
 
收集和发现这些标本的博士生张光旭说。"我第一次发现Gangtoucunia的粉红色软组织时,我很惊讶,对它们是什么感到困惑。在接下来的一个月里,我又发现了三个保存有软组织的标本,这让我非常兴奋,也让我重新思考Gangtoucunia的亲缘关系。Gangtoucunia的软组织,特别是触角,揭示了它肯定不是以前的研究所认为的类似于priapulid的蠕虫,而更像是一种珊瑚,然后我意识到它是一种刺胞动物。"
 
尽管这块化石清楚地表明Gangtoucunia是一种原始的水母,但这并不排除其他早期管状化石物种看起来非常不同的可能性。从云南省的寒武纪岩石中,研究小组之前已经发现了保存完好的管状生物化石,这些化石可以被识别为priapulids(海洋蠕虫)、lobopodians(具有成对腿的蠕虫,与今天的节肢动物密切相关)和环状动物。
 
共同通讯作者马小雅(云南大学和埃克塞特大学)说。"管状生命模式似乎在寒武纪变得越来越普遍,这可能是对寒武纪早期不断增加的捕食压力的一种适应性反应。这项研究表明,特殊的软组织保存对我们了解这些古代动物至关重要"。

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