三峽5.5億年“夷陵蟲(chóng)”化石:分節(jié)的三葉形兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物及其遺跡揭示早期動(dòng)物的演化

穗狀夷陵蟲(chóng)實(shí)體(左)、年化遺跡(右)和化石復(fù)原(中)。石分

穗狀夷陵蟲(chóng)化石(BF)和死亡前形成的葉形遺跡遺跡(TF)。
(神秘的兩側(cè)地球uux.cn報(bào)道)據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)(記者 沈春蕾 通訊員 陳孝正):對(duì)稱(chēng)、分節(jié)、對(duì)稱(chēng)動(dòng)物動(dòng)物的演運(yùn)動(dòng)……這些特征對(duì)大多數(shù)現(xiàn)代動(dòng)物來(lái)說(shuō),早期已經(jīng)成為它們的夷陵蟲(chóng)“標(biāo)配”。然而,峽億在5.5億年前,年化這些特征才第一次同時(shí)“裝配”在動(dòng)物身體上。石分中科院南京地質(zhì)古生物研究所早期生命研究團(tuán)隊(duì)在三峽地區(qū)埃迪卡拉紀(jì)地層中研究發(fā)現(xiàn),節(jié)的及其揭示一條奇特的葉形遺跡蟲(chóng)子長(zhǎng)眠在行進(jìn)途中,它兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的分節(jié)形態(tài)和最后行跡同時(shí)留在了埃迪卡拉紀(jì)的海底。該發(fā)現(xiàn)為探索早期動(dòng)物演化提供了重要證據(jù),相關(guān)成果9月4日發(fā)表于《自然》。
身體兩側(cè)對(duì)稱(chēng)和分節(jié)現(xiàn)象的產(chǎn)生是動(dòng)物演化史上極為重要的事件。分節(jié)的出現(xiàn)意味著身體結(jié)構(gòu)有了分區(qū),功能上也就有了分工。但是,這類(lèi)體型復(fù)雜的動(dòng)物何時(shí)出現(xiàn)?自達(dá)爾文以來(lái),該問(wèn)題一直是古生物學(xué)家和演化生物學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。
“寒武紀(jì)大爆發(fā)”中出現(xiàn)了大量的以三葉蟲(chóng)為代表的具分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物,因此,寒武紀(jì)常被稱(chēng)為“三葉蟲(chóng)時(shí)代”。長(zhǎng)期以來(lái),大家推測(cè)在寒武紀(jì)之前的埃迪卡拉紀(jì)(中國(guó)稱(chēng)為震旦紀(jì),6.3~5.4億年前),它們應(yīng)該有更加古老的祖先,但一直沒(méi)有找到可靠的化石證據(jù)。
2013年,中科院南京地質(zhì)古生物所研究員陳哲、周傳明、袁訓(xùn)來(lái)和弗吉尼亞理工大學(xué)教授肖書(shū)海,在中國(guó)三峽地區(qū)大約5.5億年前的地層中發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)特殊保存的新的動(dòng)物化石。化石再現(xiàn)了一條行進(jìn)中蟲(chóng)子的“最后時(shí)刻”——該動(dòng)物的遺體和它最后行進(jìn)的拖痕(印跡)同時(shí)保留在一塊巖石上。這一新的化石證據(jù)表明,在埃迪卡拉紀(jì)已出現(xiàn)了具有運(yùn)動(dòng)能力且身體分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)后生動(dòng)物。
科研人員以發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)湖北省宜昌市夷陵區(qū)將其命名為“夷陵蟲(chóng)”。夷陵蟲(chóng)身體為長(zhǎng)條形,兩側(cè)對(duì)稱(chēng),呈三葉形,具有明顯的身體分節(jié),也具有了前后和背腹的區(qū)別。“這是一類(lèi)全新的動(dòng)物化石,在地質(zhì)歷史時(shí)期和現(xiàn)代都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)形態(tài)相同的動(dòng)物,我們推測(cè)其可能是環(huán)節(jié)動(dòng)物或節(jié)肢動(dòng)物。”陳哲說(shuō)。
傳統(tǒng)的埃迪卡拉生物群曾被認(rèn)為是身體沒(méi)有真正分節(jié)、缺乏運(yùn)動(dòng)能力、走向演化盲端的生物類(lèi)群。“夷陵蟲(chóng)是目前在寒武紀(jì)之前發(fā)現(xiàn)的唯一的身體分節(jié)、具有運(yùn)動(dòng)能力并可以形成連續(xù)的遺跡的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物。”陳哲指出,夷陵蟲(chóng)的發(fā)現(xiàn)為兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物身體分節(jié)在埃迪卡拉紀(jì)的出現(xiàn)提供了直接的化石證據(jù),也為探索該時(shí)期眾多遺跡化石的造跡者提供了重要證據(jù)。
相關(guān)論文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1522-7
相關(guān)報(bào)道:三峽夷陵蟲(chóng)化石證明對(duì)稱(chēng)動(dòng)物源自5.5億年前
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)科技日?qǐng)?bào)(張曄 張夢(mèng)然):對(duì)稱(chēng)、分節(jié)、運(yùn)動(dòng)……這些特征對(duì)大多數(shù)現(xiàn)代動(dòng)物來(lái)說(shuō),已經(jīng)成為它們的“標(biāo)配”。弄清這些標(biāo)志性特征在何時(shí)、以何種方式出現(xiàn),對(duì)研究動(dòng)物演化史意義重大。
9月4日,《自然》雜志刊發(fā)了一項(xiàng)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早期生命研究團(tuán)隊(duì)的研究成果,他們?cè)谌龒{地區(qū)埃迪卡拉紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)了一塊奇特的蟲(chóng)子化石,它兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的分節(jié)形態(tài)和最后行跡同時(shí)保留,科學(xué)家將其命名為夷陵蟲(chóng)。夷陵蟲(chóng)的發(fā)現(xiàn)表明,5.5億年前這些特征同時(shí)“裝配”在動(dòng)物身上。
身體兩側(cè)對(duì)稱(chēng)和分節(jié)現(xiàn)象的產(chǎn)生是動(dòng)物演化史上極為重要的事件。分節(jié)的出現(xiàn)意味著身體的結(jié)構(gòu)有了分區(qū),功能上也就有了分工。但是,這類(lèi)體型復(fù)雜的動(dòng)物何時(shí)出現(xiàn)?一直是古生物學(xué)家和演化生物學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。
“寒武紀(jì)大爆發(fā)”中出現(xiàn)了大量的以三葉蟲(chóng)為代表的具分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物,大家推測(cè)在寒武紀(jì)之前的埃迪卡拉紀(jì),它們應(yīng)該有更加古老的祖先,但是一直沒(méi)有找到可靠的化石證據(jù)。
2013年,以中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物所為主的團(tuán)隊(duì),在湖北三峽地區(qū)埃迪卡拉紀(jì)燈影組的石板灘生物群中發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)特殊保存的新的動(dòng)物化石,該動(dòng)物的遺體和它最后行進(jìn)的拖痕(印跡)同時(shí)保留在一塊巖石上。
他們用了近5年時(shí)間,對(duì)這些化石進(jìn)行詳細(xì)研究。它身體為長(zhǎng)條形,兩側(cè)對(duì)稱(chēng),呈三葉形,具有明顯的身體分節(jié),也具有了前后和背腹的區(qū)別。這是一類(lèi)全新的動(dòng)物化石,在地質(zhì)歷史時(shí)期和現(xiàn)代都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)形態(tài)相同的動(dòng)物,研究者推測(cè)可能是環(huán)節(jié)動(dòng)物或節(jié)肢動(dòng)物。這就表明在埃迪卡拉紀(jì)已出現(xiàn)了具有運(yùn)動(dòng)能力、并且身體分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)后生動(dòng)物。
該發(fā)現(xiàn)也顯示,能夠自由運(yùn)動(dòng)的底棲動(dòng)物在埃迪卡拉紀(jì)已經(jīng)出現(xiàn),并對(duì)海底沉積物進(jìn)行了改造。表明“寒武紀(jì)大爆發(fā)”時(shí)期以底棲動(dòng)物為主體的生態(tài)系統(tǒng)在這一時(shí)期已經(jīng)開(kāi)始建立,并逐漸取代了前寒武紀(jì)統(tǒng)治地球數(shù)十億年的微生物席基底,對(duì)地球表面系統(tǒng)造成了深遠(yuǎn)的環(huán)境和生態(tài)影響。
相關(guān)報(bào)道:—塊新化石揭示寒武紀(jì)“進(jìn)化大戲”
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)揚(yáng)子晚報(bào)(揚(yáng)眼記者 于丹丹):在埃迪卡拉紀(jì)安靜的海底花園,一只蟲(chóng)子艱難地向前爬,可能它的“腿”還不能完全支撐身體,動(dòng)作還很笨拙。但是它們有一個(gè)信念,不斷向前,憧憬著走向一個(gè)嶄新時(shí)代,直到生命最后一刻……
現(xiàn)在我們看到的大多數(shù)生物,包括人類(lèi)自己,都是對(duì)稱(chēng)的。因?yàn)閷?duì)稱(chēng),所以美。但實(shí)際上,對(duì)稱(chēng)、分節(jié)、運(yùn)動(dòng)……這些特征在五億五千萬(wàn)年前,才第一次同時(shí)“裝配”在動(dòng)物身體上——這是一條奇特的蟲(chóng)子化石留給中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早期生命研究團(tuán)隊(duì)的“答案”。
動(dòng)物何時(shí)“對(duì)稱(chēng)”變美了?達(dá)爾文都不知道
“寒武紀(jì)大爆發(fā)”在距今約5.4億年前,地球上在2000多萬(wàn)年時(shí)間內(nèi),節(jié)肢、腕足、蠕形、海綿、脊索動(dòng)物等等一系列與現(xiàn)代動(dòng)物形態(tài)基本相同的動(dòng)物來(lái)了個(gè)“集體亮相”。這些動(dòng)物如何突然爆發(fā)式出現(xiàn),被稱(chēng)為古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)上的一大懸案。
“寒武紀(jì)大爆發(fā)”中出現(xiàn)了大量的以三葉蟲(chóng)為代表的具分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物,而“兩側(cè)對(duì)稱(chēng)”,是標(biāo)志著多細(xì)胞動(dòng)物最早出現(xiàn)的重大事件。專(zhuān)家表示,在“寒武紀(jì)大爆發(fā)”之前,生物是“奇形怪狀”的。
“兩側(cè)對(duì)稱(chēng)”的意義,使動(dòng)植物能更好適應(yīng)環(huán)境的變化;動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)也由不定向到定向;神經(jīng)系統(tǒng)和感覺(jué)器官也逐漸集中于身體的前段,促進(jìn)了動(dòng)物頭部化的產(chǎn)生。
而另一個(gè)變化就是,動(dòng)物身體出現(xiàn)了“分節(jié)”,拿蝦子舉例,現(xiàn)在我們看到的蝦子都是一節(jié)一節(jié)的,“分節(jié)”的出現(xiàn)意味著動(dòng)物的身體結(jié)構(gòu)有了分區(qū),功能上也就有了分工。
中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所陳哲研究員告訴記者,身體兩側(cè)對(duì)稱(chēng)和分節(jié)現(xiàn)象的產(chǎn)生是動(dòng)物演化史上極為重要的事件。但是,這類(lèi)體型復(fù)雜的動(dòng)物何時(shí)出現(xiàn)?自達(dá)爾文以來(lái),一直是古生物學(xué)家和演化生物學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。
5.5億年前,一只蟲(chóng)子給人類(lèi)留了個(gè)“答案”
近期,中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早期生命研究團(tuán)隊(duì)陳哲研究員、周傳明研究員、袁訓(xùn)來(lái)研究員和弗吉尼亞理工大學(xué)肖書(shū)海教授在中國(guó)三峽地區(qū)大約5.5億年前的地層中發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)特殊保存的新的動(dòng)物化石,該動(dòng)物的遺體和它最后行進(jìn)的拖痕(印跡)同時(shí)保留在一塊巖石上。
“我們可以想象,在埃迪卡拉紀(jì)安靜的海底花園,一只蟲(chóng)子艱難地向前爬,可能它的‘腿’還不能完全支撐身體,動(dòng)作還很笨拙。但是它們有一個(gè)信念,不斷向前,憧憬著走向一個(gè)嶄新時(shí)代,直到生命最后一刻。”陳哲研究員描述道,蟲(chóng)子爬著爬著就“突然死亡”;死亡后,可能又遭遇到類(lèi)似“火山爆發(fā)”的自然災(zāi)害……不幸降臨到這個(gè)蟲(chóng)子身上,成就了一塊極具價(jià)值的化石。
研究者以這塊化石的發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)湖北省宜昌市夷陵區(qū)給它取了一個(gè)新名字“夷陵蟲(chóng)”。
夷陵蟲(chóng)身體長(zhǎng)條形,兩側(cè)對(duì)稱(chēng),呈三葉形,具有明顯的身體分節(jié),也具有了前后和背腹的區(qū)別。從科學(xué)家對(duì)于夷陵蟲(chóng)的還原看,更像一棵麥穗,所以也稱(chēng)為“穗狀夷陵蟲(chóng)”。而從某種意義上來(lái)說(shuō),它就是蝦子、螃蟹等的祖先,也有可能是祖先的遠(yuǎn)親。
大爆發(fā)前一千萬(wàn)年,動(dòng)物可能已悄悄“變美”
夷陵蟲(chóng)是目前在寒武紀(jì)之前發(fā)現(xiàn)的唯一身體分節(jié),具有運(yùn)動(dòng)能力,并可以形成連續(xù)遺跡的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物。夷陵蟲(chóng)的發(fā)現(xiàn)為兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物身體分節(jié)在埃迪卡拉紀(jì)的出現(xiàn)提供了直接的化石證據(jù)。
這一新的化石證據(jù)表明在埃迪卡拉紀(jì)已出現(xiàn)了具有運(yùn)動(dòng)能力、并且身體分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)后生動(dòng)物。也就是說(shuō),將“寒武紀(jì)大爆發(fā)”出現(xiàn)此類(lèi)動(dòng)物群又至少向前推了一千萬(wàn)年。
自2013年開(kāi)始,科研人員用了近5年的時(shí)間對(duì)新發(fā)現(xiàn)的化石進(jìn)行詳細(xì)的研究。該成果以“分節(jié)的三葉形兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物及其遺跡揭示早期動(dòng)物的演化”為題發(fā)表在9月4日的Nature雜志上。
該發(fā)現(xiàn)也顯示,能夠自由運(yùn)動(dòng)的底棲動(dòng)物在埃迪卡拉紀(jì)已經(jīng)出現(xiàn),并對(duì)海底沉積物進(jìn)行了改造,進(jìn)而逐漸取代前寒武紀(jì)統(tǒng)治地球數(shù)十億年的微生物席基底,對(duì)地球表面系統(tǒng)造成了深遠(yuǎn)的環(huán)境和生態(tài)影響。
相關(guān)報(bào)道:夷陵蟲(chóng)的最后旅程 新化石揭示寒武紀(jì)大爆發(fā)前夕動(dòng)物演化
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)新京報(bào)(張璐):對(duì)稱(chēng)、分節(jié)、運(yùn)動(dòng)……這些特征對(duì)大多數(shù)現(xiàn)代動(dòng)物來(lái)說(shuō),已經(jīng)成為它們的“標(biāo)配”。然而,迄今為止發(fā)現(xiàn)的化石標(biāo)本顯示,在5.5億年前,這些特征才第一次同時(shí)“裝配”在動(dòng)物身體上。
一條奇特的蟲(chóng)子長(zhǎng)眠在行進(jìn)途中,它兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的分節(jié)形態(tài)和最后行跡同時(shí)留在了埃迪卡拉紀(jì)的海底。這是中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早期生命研究團(tuán)隊(duì)在三峽地區(qū)埃迪卡拉紀(jì)地層中的新發(fā)現(xiàn),這條蟲(chóng)子被科學(xué)家命名為“夷陵蟲(chóng)”,該研究為“身體分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物在埃迪卡拉紀(jì)已經(jīng)出現(xiàn)”提供了實(shí)證。相關(guān)論文于北京時(shí)間2019年9月5日凌晨發(fā)表在英國(guó)Nature雜志上。
尋找“三葉蟲(chóng)”的“古老祖先”
身體兩側(cè)對(duì)稱(chēng)和分節(jié)現(xiàn)象的產(chǎn)生是動(dòng)物演化史上極為重要的事件。分節(jié)的出現(xiàn)意味著身體的結(jié)構(gòu)有了分區(qū),功能上也就有了分工。但是,這類(lèi)體型復(fù)雜的動(dòng)物何時(shí)出現(xiàn)?自達(dá)爾文以來(lái),一直是古生物學(xué)家和演化生物學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。
“寒武紀(jì)大爆發(fā)”中出現(xiàn)了大量的以三葉蟲(chóng)為代表的身體分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物,因此,寒武紀(jì)常被稱(chēng)為“三葉蟲(chóng)時(shí)代”,長(zhǎng)期以來(lái),學(xué)者推測(cè)在寒武紀(jì)之前的埃迪卡拉紀(jì)(中國(guó)稱(chēng)為“震旦紀(jì)”,6.3-5.4億年前),它們應(yīng)該有更加古老的祖先,但是一直沒(méi)有找到可靠的化石證據(jù)。
2013年,在中國(guó)三峽地區(qū)大約5.5億年前的地層中,中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早期生命團(tuán)隊(duì)研究員陳哲、周傳明、袁訓(xùn)來(lái)和弗吉尼亞理工大學(xué)教授肖書(shū)海發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)特殊保存的新的動(dòng)物化石,該動(dòng)物的遺體和它最后行進(jìn)的拖痕(印跡)同時(shí)保留在一塊巖石上。
這一新的化石證據(jù)表明,在埃迪卡拉紀(jì)已出現(xiàn)了具有運(yùn)動(dòng)能力、并且身體分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物。該成果以“分節(jié)的三葉形兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物及其遺跡揭示早期動(dòng)物的演化”為題發(fā)表在2019年9月4日的Nature雜志上。
新發(fā)現(xiàn)化石動(dòng)物獲名“夷陵蟲(chóng)”
據(jù)袁訓(xùn)來(lái)介紹,第一塊化石發(fā)現(xiàn)于湖北三峽地區(qū)埃迪卡拉系燈影組的石板灘生物群中。自2013年開(kāi)始,科研人員對(duì)新發(fā)現(xiàn)的50余塊化石進(jìn)行詳細(xì)研究。這是一類(lèi)全新的動(dòng)物化石,在地質(zhì)歷史時(shí)期和現(xiàn)代都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)形態(tài)完全相同的動(dòng)物。
“我們永遠(yuǎn)不知道一榔頭下去,會(huì)有什么奇特的動(dòng)物化石出現(xiàn)。”袁訓(xùn)來(lái)說(shuō),對(duì)于這種最早期、復(fù)雜的且已經(jīng)滅絕的奇特生物,不能輕易得出結(jié)論。研究人員要對(duì)照現(xiàn)在和過(guò)去的化石‘追根溯源’,所以研究用了5年的時(shí)間。”
今年,研究者以化石的發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)湖北省宜昌市夷陵區(qū)為這種奇特動(dòng)物取了一個(gè)新名字“夷陵蟲(chóng)”(Yilingia,新屬),推測(cè)可能是環(huán)節(jié)動(dòng)物或節(jié)肢動(dòng)物。
夷陵蟲(chóng)身體長(zhǎng)條形,兩側(cè)對(duì)稱(chēng),呈三葉形,具有明顯的身體分節(jié),也具有了前后和背腹的區(qū)別。更加奇特的是,部分標(biāo)本中動(dòng)物的實(shí)體與它的遺跡同時(shí)保存在一起,再現(xiàn)了一條行進(jìn)中的蟲(chóng)子的“最后時(shí)刻”。
底棲游移動(dòng)物在埃迪卡拉紀(jì)已出現(xiàn)
傳統(tǒng)的埃迪卡拉生物群曾被認(rèn)為是身體沒(méi)有真正分節(jié)、缺乏運(yùn)動(dòng)能力、難以繼續(xù)演化的生物類(lèi)群。雖然在埃迪卡拉紀(jì)也發(fā)現(xiàn)了許多生物運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的遺跡化石,但是,造跡生物(形成遺跡的生物)是什么一直成謎。
夷陵蟲(chóng)是目前發(fā)現(xiàn)的在寒武紀(jì)之前唯一的身體分節(jié)、具有運(yùn)動(dòng)能力,并可以形成連續(xù)的遺跡的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物。夷陵蟲(chóng)的發(fā)現(xiàn)為兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物身體分節(jié)在埃迪卡拉紀(jì)的出現(xiàn)提供了直接的化石證據(jù),也為探索該時(shí)期眾多遺跡化石的造跡者提供了重要證據(jù)。
袁訓(xùn)來(lái)說(shuō),“寒武紀(jì)大爆發(fā)”時(shí)期以底棲動(dòng)物為主體,包括三葉蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)等,“它們吃腐泥,在淤泥中鉆孔翻滾,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)演化是非常重要的。”由于夷陵蟲(chóng)是底棲游移動(dòng)物,因此新發(fā)現(xiàn)也表明,能夠自由運(yùn)動(dòng)的底棲動(dòng)物在更早的埃迪卡拉紀(jì)已經(jīng)出現(xiàn),它們逐漸取代了前寒武紀(jì)統(tǒng)治地球數(shù)十億年的微生物生態(tài)系統(tǒng),對(duì)地球表面系統(tǒng)造成了深遠(yuǎn)的環(huán)境和生態(tài)影響。
多知道一點(diǎn)
兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物出現(xiàn)的意義:
使動(dòng)物的身體有了明顯的背腹、前后和左右之分。動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)從不定向趨向定向,神經(jīng)系統(tǒng)和感覺(jué)器官也逐漸集中于身體前端,這些變化促進(jìn)了動(dòng)物頭部化的產(chǎn)生。
身體分節(jié)的意義:
身體分節(jié),體外分節(jié),體內(nèi)也相應(yīng)分節(jié),而且許多內(nèi)部器官如循環(huán)、排泄、神經(jīng)等也表現(xiàn)出按體節(jié)重復(fù)排列的現(xiàn)象,不僅增強(qiáng)了動(dòng)物運(yùn)動(dòng)機(jī)能,而且對(duì)促進(jìn)動(dòng)物體的新陳代謝,增強(qiáng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力有著重要意義,同時(shí)也是生理分工的開(kāi)始。因此分節(jié)現(xiàn)象是無(wú)脊椎動(dòng)物在進(jìn)化過(guò)程中一個(gè)極重要的標(biāo)志。
動(dòng)物運(yùn)動(dòng)能力的產(chǎn)生:
動(dòng)物運(yùn)動(dòng)能力的產(chǎn)生使其開(kāi)始了主動(dòng)的對(duì)環(huán)境及生態(tài)進(jìn)行改造。
相關(guān)報(bào)道:南京古生物專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)歷時(shí)6年研究 “夷陵蟲(chóng)”揭示寒武紀(jì)大爆發(fā)前夕動(dòng)物的演化
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)南報(bào)網(wǎng)(記者 毛慶 通訊員 陳孝正):身體兩側(cè)對(duì)稱(chēng)和分節(jié)現(xiàn)象的產(chǎn)生是動(dòng)物演化史上極為重要的事件。分節(jié)的出現(xiàn)意味著身體的結(jié)構(gòu)有了分區(qū),功能上也就有了分工。但是,這類(lèi)體型復(fù)雜的動(dòng)物何時(shí)出現(xiàn)?自達(dá)爾文以來(lái),一直是古生物學(xué)家和演化生物學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。
“寒武紀(jì)大爆發(fā)”中出現(xiàn)了大量的以三葉蟲(chóng)為代表的具分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物,因此,寒武紀(jì)常被稱(chēng)為“三葉蟲(chóng)時(shí)代”,長(zhǎng)期以來(lái),大家推測(cè)在寒武紀(jì)之前的埃迪卡拉紀(jì)(中國(guó)稱(chēng)為“震旦紀(jì)”,6.3-5.4億年前),它們應(yīng)該有更加古老的祖先,但是一直沒(méi)有找到可靠的化石證據(jù)。
近期,中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早期生命團(tuán)隊(duì)陳哲研究員、周傳明研究員、袁訓(xùn)來(lái)研究員和弗吉尼亞理工大學(xué)肖書(shū)海教授在中國(guó)三峽地區(qū)大約5.5億年前的地層中發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)特殊保存的新的動(dòng)物化石,該動(dòng)物的遺體和它最后行進(jìn)的拖痕(印跡)同時(shí)保留在一塊巖石上。這一新的化石證據(jù)表明在埃迪卡拉紀(jì)已出現(xiàn)了具有運(yùn)動(dòng)能力、并且身體分節(jié)的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)后生動(dòng)物。該成果以“分節(jié)的三葉形兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物及其遺跡揭示早期動(dòng)物的演化”為題發(fā)表在2019年9月4日的Nature雜志上。
化石發(fā)現(xiàn)于湖北三峽地區(qū)埃迪卡拉系燈影組的石板灘生物群中。自2013年開(kāi)始,科研人員用了近5年的時(shí)間對(duì)新發(fā)現(xiàn)的化石進(jìn)行詳細(xì)的研究,并將其命名為夷陵蟲(chóng)(Yilingia,新屬)。
夷陵蟲(chóng)身體長(zhǎng)條形,兩側(cè)對(duì)稱(chēng),呈三葉形,具有明顯的身體分節(jié),也具有了前后和背腹的區(qū)別。更加奇特的是,部分標(biāo)本中動(dòng)物的實(shí)體與它的遺跡同時(shí)保存在一起,再現(xiàn)了一條行進(jìn)中的蟲(chóng)子的“最后時(shí)刻”。這是一類(lèi)全新的動(dòng)物化石,在地質(zhì)歷史時(shí)期和現(xiàn)代都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)形態(tài)相同的動(dòng)物,研究者以它的發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)湖北省宜昌市夷陵區(qū)給它取了一個(gè)新名字“夷陵蟲(chóng)”,推測(cè)可能是環(huán)節(jié)動(dòng)物或節(jié)肢動(dòng)物。
傳統(tǒng)的埃迪卡拉生物群曾被認(rèn)為是身體沒(méi)有真正分節(jié)、缺乏運(yùn)動(dòng)能力、走向演化盲端的生物類(lèi)群。雖然在埃迪卡拉紀(jì)也發(fā)現(xiàn)了許多生物運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的遺跡化石,但是,造跡生物是什么一直是一個(gè)謎。
夷陵蟲(chóng)是目前在寒武紀(jì)之前發(fā)現(xiàn)的唯一的身體分節(jié),具有運(yùn)動(dòng)能力,并可以形成連續(xù)的遺跡的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物。夷陵蟲(chóng)的發(fā)現(xiàn)為兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物身體分節(jié)在埃迪卡拉紀(jì)的出現(xiàn)提供了直接的化石證據(jù),也為探索該時(shí)期眾多遺跡化石的造跡者提供了重要證據(jù)。
該發(fā)現(xiàn)也顯示,能夠自由運(yùn)動(dòng)的底棲動(dòng)物在埃迪卡拉紀(jì)已經(jīng)出現(xiàn),并對(duì)海底沉積物進(jìn)行了改造。表明“寒武紀(jì)大爆發(fā)”時(shí)期以底棲動(dòng)物為主體的生態(tài)系統(tǒng)在這一時(shí)期已經(jīng)開(kāi)始建立,并逐漸取代了前寒武紀(jì)統(tǒng)治地球數(shù)十億年的微生物席基底,對(duì)地球表面系統(tǒng)造成了深遠(yuǎn)的環(huán)境和生態(tài)影響。
該項(xiàng)目得到了中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、美國(guó)自然科學(xué)基金和美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì)的聯(lián)合資助。
相關(guān)報(bào)道:南京專(zhuān)家發(fā)現(xiàn)6億年前神秘生物 愛(ài)在海面曬太陽(yáng)
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)現(xiàn)代快報(bào)(胡玉梅):6億年前,一群古怪的生物漂浮在海面上……這種生物是什么?中科院南京地質(zhì)古生物研究所早期生命研究團(tuán)隊(duì)的博士生陳雷和龐科,在導(dǎo)師袁訓(xùn)來(lái)研究員、周傳明研究員、肖書(shū)海教授的指導(dǎo)下,從貴州甕安的黑色化石中,發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞分裂演變的變化,推測(cè)它們可能是動(dòng)物祖先的“祖先”。這一研究成果,昨天在線發(fā)表在英國(guó)《自然》雜志上。
普通石頭?生物化石
當(dāng)陳雷把他們研究的化石端出來(lái)的時(shí)候,大家都很詫異:那不就是普普通通的石頭嗎?有灰色的,有黑色的……
“不要說(shuō)你們記者,我們老一輩科學(xué)家,也曾經(jīng)把它們誤會(huì)成了一般的巖石顆粒。”袁訓(xùn)來(lái)解釋?zhuān)蠹s在1990年前后,在電子顯微鏡掃描下,巖石中的古生物化石才現(xiàn)形,可以看到很多細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
由于灰色化石顆粒比較明顯,過(guò)去,古生物學(xué)家們都把視線集中在它身上。“灰色的化石,切成透明薄片后,看到的是細(xì)胞外面的膜,里面的結(jié)構(gòu)已經(jīng)沒(méi)有了。”那么,黑色化石,會(huì)不會(huì)有不一樣的發(fā)現(xiàn)?袁訓(xùn)來(lái)決定讓陳雷把黑色化石打開(kāi)看看。和灰色化石相比,黑色化石是硅質(zhì)的,切成薄片后,借助顯微鏡,不僅可以看到細(xì)胞外面的膜,還能看到里面非常精細(xì)的結(jié)構(gòu)。
營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞會(huì)主動(dòng)犧牲
陳雷把化石打磨成只有30微米~50微米厚的薄片,一共切了上千塊。3年時(shí)間里,陳雷他們觀察這些化石,發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象,這個(gè)生物的部分細(xì)胞會(huì)逐步分化形成繁殖體,部分營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞還會(huì)主動(dòng)犧牲自己,以騰出空間保證繁殖體長(zhǎng)大。
陳雷展示了顯微鏡觀察到的化石發(fā)育演化圖,“開(kāi)始,是一個(gè)‘受精卵’,而后,胚胎不斷發(fā)育,到內(nèi)部細(xì)胞分裂成數(shù)百個(gè)后,開(kāi)始出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和繁殖細(xì)胞。繁殖細(xì)胞包裹在一個(gè)囊殼內(nèi),一直進(jìn)行細(xì)胞分裂和生長(zhǎng),不斷壯大,而營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞甚至還會(huì)主動(dòng)犧牲自己。”
是動(dòng)物祖先的祖先,還是藻類(lèi)?沒(méi)定論
“這個(gè)生物非常奇怪,和現(xiàn)今的蝦類(lèi)、水母、螺、河蚌等生物早期胚胎的發(fā)育完全不一樣。”袁訓(xùn)來(lái)說(shuō),這個(gè)生物細(xì)胞分裂只有幾百個(gè)的時(shí)候,就出現(xiàn)了繁殖細(xì)胞和營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的分化,而現(xiàn)今的動(dòng)物中,都是性成熟之后才出現(xiàn)這樣的分化。
那么,它是什么?“這個(gè)神秘的生物,屬于多細(xì)胞真核生物,已經(jīng)具有了細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡等較高等的特征,可能是最最原始的干群動(dòng)物,也就是動(dòng)物祖先的祖先。”不過(guò),這個(gè)生物也可能跟動(dòng)物沒(méi)關(guān)系,是一類(lèi)早已滅絕的海藻。
它們的生活方式如何?陳雷說(shuō),6億年前的貴州甕安,是一片廣闊的海域。當(dāng)時(shí)海洋里的氧含量還沒(méi)有現(xiàn)在高,但海洋生物已經(jīng)繁育。在淺海區(qū),這種球狀生物漂浮在海面上,曬著太陽(yáng),過(guò)著愜意的日子。但是它們的生命周期多長(zhǎng),它們?cè)趺闯院龋€不得而知。袁訓(xùn)來(lái)說(shuō),這次研究對(duì)于生命的演化具有科學(xué)意義,但這類(lèi)生物究竟是動(dòng)物還是藻類(lèi),有待進(jìn)一步研究。
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