◆本刊綜合

在大約38 億年的漫長(zhǎng)歲月中，地球孕育出眾多絢麗而獨(dú)特的生命。誰是脊椎動(dòng)物中的“超級(jí)明星”？地球上的資深小“蘚”肉又是誰？一起來揭開地球上元老級(jí)“居民”的神秘面紗吧。

脊椎動(dòng)物中的“超級(jí)明星”

云南蟲是地球上已知最古老的脊椎動(dòng)物，它誕生于5.18 億年前，是我國(guó)化石寶庫(kù)澄江動(dòng)物群中誕生的又一位“超級(jí)明星”。

云南蟲從形態(tài)上看類似蠕蟲，它們身體側(cè)扁，長(zhǎng)度一般為3～4 厘米。研究人員通過對(duì)127 塊云南蟲標(biāo)本的重新分析，首次在云南蟲的咽弓上發(fā)現(xiàn)了極微小尺度上三維保存的疊盤狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)和蛋白微原纖維。這兩種精細(xì)的顯微結(jié)構(gòu)為脊椎動(dòng)物細(xì)胞軟骨獨(dú)有，可以證明云南蟲是一種原始脊椎動(dòng)物。

對(duì)比“同齡”動(dòng)物昆明魚，云南蟲具有更多原始特征，更接近脊椎動(dòng)物的演化源頭。比如，昆明魚已具有一條位于身體背部的原始脊椎，而在云南蟲身上并未出現(xiàn)。人類或許能從云南蟲身上的眾多原始特征中，揭開脊椎動(dòng)物起源的奧秘。

最早“登陸”的生物

圖1 云南蟲標(biāo)本（圖/中科院南京地質(zhì)古生物研究所 趙方臣 供）

節(jié)肢動(dòng)物是身體和附肢都分節(jié)的無脊椎動(dòng)物，是最龐大和古老的生物門類。常見的各類昆蟲、蝦、蟹以及“大名鼎鼎”的化石生物——三葉蟲等，都屬于節(jié)肢動(dòng)物。全世界的節(jié)肢動(dòng)物有約120 萬種，生活環(huán)境遍布海洋和陸地。

在距今5.4 億年生命大爆發(fā)的寒武紀(jì)時(shí)期，海洋迎來了以節(jié)肢動(dòng)物為主的生物群，與之一起誕生的還有腕足動(dòng)物和軟體動(dòng)物等。在4 億多年前，陸地出現(xiàn)了植物，使得地球大氣與巖石環(huán)境得以改善，越來越多的生物開始向陸地遷移。

節(jié)肢動(dòng)物天然的硬殼和氣閥為其登上陸地提供了生存保障?？茖W(xué)家推斷，志留紀(jì)晚期的節(jié)肢動(dòng)物——呼氣蟲化石可能代表了最早的陸地生物之一，節(jié)肢動(dòng)物也成為最早登陸的生物。

近日，一支中外聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在我國(guó)新疆準(zhǔn)噶爾盆地西北緣的志留紀(jì)晚期地層中發(fā)現(xiàn)了一種新的淡水節(jié)肢動(dòng)物——賽爾瑪爾迪布拉克蟲，代表我國(guó)目前已知最早的淡水節(jié)肢動(dòng)物，也是在勞俄大陸之外最古老的淡水節(jié)肢動(dòng)物實(shí)體化石記錄。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)對(duì)淡水節(jié)肢動(dòng)物的起源與早期演化提出了新認(rèn)識(shí)，或?qū)⒏淖內(nèi)祟悓?duì)地球早期陸地生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)知。

資深小“蘚”肉

苔蘚植物很常見，但你見過苔蘚動(dòng)物嗎？這可是兩個(gè)完全不同的物種。苔蘚動(dòng)物是一類個(gè)體微小的原始水生群體動(dòng)物，由于它們的群體形態(tài)在外形上與苔蘚植物相似，所以被稱為“苔蘚蟲”，因其習(xí)慣群體生活，所以又被叫作“群蟲”。

圖2 最早的苔蘚動(dòng)物復(fù)原圖（圖/西北大學(xué) 供）

在距今5.4億～5.18億年前，海洋中暴發(fā)性地出現(xiàn)了包括脊椎動(dòng)物在內(nèi)的幾乎所有現(xiàn)代動(dòng)物的早期祖先代表。但是，苔蘚動(dòng)物門一直被認(rèn)為是奧陶紀(jì)大輻射的產(chǎn)物，缺乏確鑿的寒武紀(jì)化石記錄。

西北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在陜南鎮(zhèn)巴縣小洋壩剖面燈影組西蒿坪段的生物碎屑灰?guī)r中，通過酸蝕處理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了毫米級(jí)的微體化石。相關(guān)學(xué)者合作研究后認(rèn)為，這些微體化石正是地球上最早的苔蘚動(dòng)物化石，揭示了這一門類的寒武紀(jì)起源。

經(jīng)分析，寒武紀(jì)的苔蘚蟲化石為苔蘚動(dòng)物的基干類群，代表最原始的祖先類型。這一發(fā)現(xiàn)將苔蘚動(dòng)物的起源往前推進(jìn)了至少5000 萬年。苔蘚蟲群體的多層次可塑性和復(fù)雜性的模塊化構(gòu)建起源于5.3 億年前，闡述了寒武紀(jì)大爆發(fā)期間重要的生態(tài)創(chuàng)新。