2024年8月2日,云南大學古生物研究院、云南省古生物研究重點實驗室馬曉婭團隊的一項最新研究成果在Science發表。該論文由云南大學博士畢業生張光旭(第一作者)和導師馬曉婭研究員(共同通訊作者),與英國牛津大學Luke Parry副教授(共同通訊作者)和布里斯托大學Jakob Vinther博士(合作作者)共同合作完成。
研究團隊在云南省東部5.14億年前的寒武紀關山生物群中發現和報道了一個新的寒武紀軟體動物,將其命名為“多刺世山蟲(Shishania aculeata)”。多刺世山蟲的標本僅有幾厘米長,身體扁平,兩側對稱,呈橢圓形,無殼(類似于今天的蛞蝓),身體背部密密麻麻地覆蓋著由幾丁質構成的小尖錐骨片,腹面光滑,具有寬大的、肌肉發達的足部 (圖一和二)。
圖一:寒武紀多刺世山蟲(Shishania aculeata)化石標本
圖二:寒武紀多刺世山蟲(Shishania aculeata)的多方位復原圖
多刺世山蟲化石標本最早由云南大學博士畢業生張光旭于2019年3月在云南省富民縣首次發現。這些標本乍一看并不起眼,張光旭最初將其稱為“塑料袋”,因為它們看起來像腐爛的小塑料袋。但經進一步分析,研究團隊驚喜地發現,這些不起眼的標本是非常稀有的、保存了軟軀體的寒武紀軟體動物化石。
今天的軟體動物是動物界第二大門,有八萬多個物種,形態極其多樣,包括蝸牛、河蚌、海螺、烏賊等物種。其形態的多樣性和差異性,對科學家了解軟體動物的起源和早期演化帶來了巨大挑戰,尤其是關于其生物礦化的殼的來源等重大科學問題一直存在很多爭議。軟體動物在寒武紀早期迅速輻射演化,因此寒武紀軟體動物化石,特別是保存完好的軟體動物化石,可以為了解軟體動物的起源和早期演化提供重要的直接證據。然而,軟體動物身體柔軟,容易腐爛,很難形成完整的化石,因此,保存了軟軀體的完整寒武紀軟體動物化石極為罕見。此次發現的保存了精細解剖構造的多刺世山蟲化石標本為理解軟體動物及其冠輪動物(如環節動物、軟體動物、苔蘚動物和腕足動物)的早期演化提供了重要信息。
系統發育分析顯示,多刺世山蟲為一個干群軟體動物,表明軟體動物的祖先應是扁平的,且背部布滿了密集的中空幾丁質骨刺。同時,研究團隊通過運用一系列先進的成像和分析技術,揭示了錐形刺內部的微觀細節,表明這些刺由一些微小的管道系統構成(圖三),直徑不到百分之一毫米,這種分泌硬質部分的方法與環節動物的剛毛的生長方式一致,證明不同冠輪動物中的硬質結構(例如剛毛和生物礦化的殼)都具有一個共同的起源。
圖三:寒武紀多刺世山蟲(Shishania aculeata)的錐形骨板和細微管狀構造
多刺世山蟲是目前發現的最早的保存了軟軀體的軟體動物之一。對它的發現和研究為了解軟體動物的早期演化提供了重要的新證據和理論,有助于理解軟體動物在寒武紀大爆發期間的快速多樣化過程。這個新發現也凸顯了云南省寒武紀巖石中特異保存的軟軀體化石的重要性,新的技術和方法可以讓人們不斷揭示這些早期動物的秘密,為理解動物演化的早期階段提供重要線索。
該研究得到云南省科技廳云南大學“雙一流”建設聯合專項重大項目(202301BF07001-021)的資金支持。
新一輪“雙一流”建設以來,學校大力實施“學術興校”,不斷夯實基礎研究根基,持續推進有組織的科研工作。目前已經在《Nature》《Science》和《PNAS》發表論文共計15篇,有效支撐學校科技創新與“雙一流”建設。
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