海綿動物早期演化研究獲重要進展
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海綿動物通常被認為是動物界中最原始的類群,研究推測其起源時間在距今約7億年前,確切的海綿化石記錄直到距今約5.39億年開始的寒武紀才大量出現(xiàn),而寒武紀之前的海綿化石記錄十分稀少且大多存在爭議。5日,中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員袁訓(xùn)來領(lǐng)導(dǎo)的早期生命研究國際合作團隊在《自然》雜志發(fā)表最新研究成果:團隊在湖北宜昌距今約5.5億年前的石板灘生物群中發(fā)現(xiàn)了一種埃迪卡拉紀晚期的冠群海綿動物,填補了海綿動物早期演化的重要環(huán)節(jié)。
為何海綿化石記錄會存在長達約1.6億年的空缺?目前主要有兩種假說:第一種認為,由于多數(shù)現(xiàn)生海綿具有硅質(zhì)或鈣質(zhì)骨針,因此研究者假設(shè)海綿的共同祖先具有礦化骨針,而寒武紀之前的埃迪卡拉紀(距今約6.35億至5.39億年)海綿化石的缺失可能是由于當(dāng)時的環(huán)境不利于骨針的保存;第二種認為,海綿動物的共同祖先不具有礦化骨針,前寒武紀的早期海綿動物沒有骨針,保存潛力相對較小,也難以從化石記錄中識別出來。
通過長期以來對石板灘生物群進行的大規(guī)?;诰?,團隊于2019年新發(fā)現(xiàn)了一類大型的海綿動物化石,將其命名為“螺旋網(wǎng)格海綿”。
“螺旋網(wǎng)格海綿具有與現(xiàn)生的六放海綿類似的形態(tài)特征:輻射對稱的錐形身體、底部的盤狀固著結(jié)構(gòu)、可能的中央腔和推測的出水孔?!闭撐墓餐ㄓ嵶髡摺⒅袊茖W(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所副研究員萬斌向記者展示了螺旋網(wǎng)格海綿化石標本,其表面由規(guī)則的方格組成,方格可以被細分為四個形態(tài)相同的次級方格,次級方格又可被進一步細分。“這種特殊的方格結(jié)構(gòu)在一些典型的古生代六放海綿上也存在,形態(tài)和結(jié)構(gòu)非常相似,不同之處在于螺旋網(wǎng)格海綿的網(wǎng)格由有機質(zhì)組成,而六放海綿由礦化骨針組成。”萬斌進一步解釋,經(jīng)過嚴格的系統(tǒng)發(fā)育分析,研究認為,螺旋網(wǎng)格海綿化石與六放海綿親緣關(guān)系接近,螺旋網(wǎng)格海綿化石可能代表了一種不具有礦化骨針的早期海綿動物。
螺旋網(wǎng)格海綿化石的發(fā)現(xiàn),表明前寒武紀存在非生物礦化的海綿動物。該發(fā)現(xiàn)提示研究人員不能完全以現(xiàn)生海綿作為藍本去尋找前寒武紀海綿化石,因為早期海綿可能沒有生物礦化骨針,并且可能不具備現(xiàn)生海綿的所有特征。此外,在六放海綿早期演化歷程中,可能存在一個以有機物構(gòu)建網(wǎng)狀骨架的階段,直到進入寒武紀以后才獲得生物礦化能力,把礦物添加到已有的有機質(zhì)骨架之上,形成復(fù)合的礦化骨針組成的骨架。
袁訓(xùn)來說,螺旋網(wǎng)格海綿的發(fā)現(xiàn),連接了埃迪卡拉生物群和寒武紀生物群,也表明埃迪卡拉生物群也許和現(xiàn)生動物之間有某種直接的演化關(guān)系,對于寒武紀生命大爆發(fā)事件的認識具有一定啟示作用。(記者蘇雁 通訊員姬尊雨)
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