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5亿年化石可能改写脊椎动物起源

时间：2023-07-11 16:11:21 来源：凤凰网

(资料图片仅供参考)

古被囊动物化石有一个囊状的身体和一对虹吸管，很像今天的被囊动物。图片来源：NANGLU ET AL.

本报讯在7月6日发表于《自然-通讯》的一篇论文中，美国哈佛大学古生物学家Karma Nanglu与合著者报告说，一块保存完好的5亿年前的化石与今天一些被囊动物非常相似，即用两根虹吸管过滤水中的有机颗粒，复杂的肌肉组织则用来控制虹吸管。这一发现为早期被囊动物的出现时间和发育提供了线索，甚至可能推迟被囊动物的“姐妹”——包括人类在内的脊椎动物起源时间。

“它看起来就像一只昨天死去的被囊动物，只是碰巧摔倒在岩石上。”没有参与这项研究的美国普林斯顿大学发育生物学家Nicholas Treen说。

2019年，一块手指大小的化石落在Nanglu的桌子上。他专门研究寒武纪和奥陶纪，今天的许多动物形态都是在那个时期出现的。这个标本在美国盐湖城自然历史博物馆的抽屉里放了很多年。人们从犹他州西部一个富含化石的寒武纪石灰岩层中发现了它，并认为它可能是一种海鞘或被囊动物—— 一种与所有脊椎动物有着共同远祖的海洋无脊椎动物。

“在整个5亿年的历史中，这种动物基本上没有化石记录。”Nanglu兴奋地说。

如今，大约有3000种被囊动物生活在几乎所有的海洋栖息地。它们大多数的生命周期由两部分组成—— 一个自由游动的蝌蚪状幼体，再定居并蜕变成静止的成体。被囊动物的幼体有脊索，是脊柱的前身，也是脊索动物的决定性特征，而脊索动物包括所有脊椎动物。但由于古生物学家无法解释的原因，目前只有少数被囊动物化石存在。

然而，这个新的标本将柔软的身体细节保存下来，毫无疑问是一种被囊动物。“这张化石的照片真是太棒了。”Treen说。Nanglu和同事将其命名为Megasiphon thylakos，因为它有巨大的虹吸管和囊状的身体。现代被囊动物使用这些虹吸管帮助其过滤食物。Nanglu说，Megasiphon肌肉组织的细节看起来几乎与现代被囊动物肠鞘虫完全相同。

“Megasiphon的肌肉意味着它可能已经有了类似心脏的东西，尽管它的内部结构没有得到保护。”Treen说，“既然你能看到这些心房虹吸肌，你可以理所当然地认为，这个生物体内有一颗脊椎动物般跳动的心脏。”

这一发现表明，被囊动物由两部分组成的生活史和变形能力是该群体祖先的特征。

这样一个完整且可识别的被囊动物的存在也可能将脊椎动物的起源时间前移。现在人们认为脊椎动物的起源大约在4.5亿年前。没有参与这项工作的美国马里兰大学帕克学院发育生物学家William Jeffery说：“如果被囊动物的身体结构在5亿年前就已形成，并且被囊动物实际上是脊椎动物的姐妹群，那么脊椎动物也可能更古老。”

其他化石也为这一观点提供了支持：Megasiphon很可能与一种名为Metaspriggina的会游泳的类鱼动物生活在一起，这种动物的历史可以追溯到5.05亿年前。Metaspriggina有眼睛和肌肉，可能还有脊索。

尽管如此，Nanglu说，现有的化石不足以改变脊椎动物进化的故事。他说：“人类自然会被这个起源问题所吸引，这有助于故事的发展，但我们需要更多的化石证据。”（李木子）

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