遠古發現/5億歲雲南蟲 脊椎動物祖先
【大公報訊】近日,中國古生物學者運用先進的實驗技術證實,5.18億年前的寒武紀澄江動物群產出的雲南蟲,其咽弓具有脊椎動物獨有的細胞軟骨結構,確認了雲南蟲是迄今為止發現的脊椎動物的最原始類群。這是中國化石寶庫澄江動物群中誕生的又一位「超級明星」,相關成果8日刊發在國際權威期刊《科學》上。作為現生脊椎動物最古老的近親,雲南蟲為揭示脊椎動物的起源和早期演化提供了關鍵證據,對脊椎動物頜和其他關鍵特徵演化的探索均將產生深遠的影響。
綜合新華社、科技日報、大公報記者譚旻煦報道:生活在寒武紀時期淺海中的雲南蟲一般長約3至4厘米,身體側扁,呈蠕形,1991年,雲南蟲化石首先在雲南澄江帽天山被發現,其頭部在化石上非常不易保存,一度被認為是一種特殊的蠕蟲。
重新界定脊椎動物起源
此次刊載在《科學》上的成果由中國科學院南京地質古生物研究所朱茂炎研究員領導的研究團隊和南京大學地球科學與工程學院姜寶玉教授課題組密切合作完成。姜寶玉介紹,雲南蟲在脊椎動物起源上的位置一直存在爭議。「雲南蟲自1991年首次報道以來被分別歸類於脊椎動物、頭索動物、半索動物、後口動物幹群,甚至原始的兩側對稱動物。」姜寶玉介紹,雲南蟲分類位置存在的爭議,嚴重影響了這類關鍵化石對脊椎動物起源的界定。
研究團隊運用三維X射線斷層掃描顯微鏡、掃描電鏡等多種現代設備,從微觀結構上重新研究雲南蟲。通過對127塊雲南蟲標本的重新分析,研究人員首次在雲南蟲的咽弓上發現了極微小尺度上三維保存的疊盤狀細胞結構和蛋白微原纖維。這兩種精細的顯微結構為脊椎動物細胞軟骨所獨有,證明雲南蟲是一種原始脊椎動物。
中國著名古生物學家、澄江帽天山動物群的發現者和研究奠基人侯先光對大公報表示,科學家對脊椎動物起源的研究一直在持續,這一次通過運用技術手段,確定了原來一直不清的雲南蟲的分類位置,確實比較大地顛覆了原來的認識。
比「最古老」昆明魚更「老」
雲南蟲身份被「認證」前,學界普遍認為最古老的脊椎動物是同樣來自澄江動物群的昆明魚。都是生活在5.18億年前的「同齡」動物,雲南蟲比昆明魚「老」在哪兒?中科院南京地質古生物研究所研究員趙方臣解釋,雲南蟲具有更多原始特徵,更接近脊椎動物的演化源頭。比如,昆明魚已經具有一條位於身體背部的原始脊椎,而雲南蟲還沒有明顯的脊椎。
此外,雲南蟲的7對咽弓組成了一個類似於籃狀的咽顱,此前這種咽顱特徵引起了關於脊椎動物祖先咽顱形態的爭議。但現在證實了雲南蟲出現更早,也說明籃狀咽顱是更古老的祖先特徵。
此項研究中,科研團隊還通過演化分析方法,進一步卡定了雲南蟲的精確演化位置。分析結果證實,雲南蟲處於脊椎動物譜系的最基幹位置,介於尾索動物和其他脊椎動物之間。趙方臣表示,從另外一個角度來看,該項研究再一次展示了澄江動物群化石具有保存微納尺度精細生物學結構的潛力。