地球元老級“居民”

◆本刊綜合

在大約38 億年的漫長歲月中，地球孕育出眾多絢麗而獨特的生命。誰是脊椎動物中的“超級明星”？地球上的資深小“蘚”肉又是誰？一起來揭開地球上元老級“居民”的神秘面紗吧。

脊椎動物中的“超級明星”

云南蟲是地球上已知最古老的脊椎動物，它誕生于5.18 億年前，是我國化石寶庫澄江動物群中誕生的又一位“超級明星”。

云南蟲從形態(tài)上看類似蠕蟲，它們身體側(cè)扁，長度一般為3～4 厘米。研究人員通過對127 塊云南蟲標本的重新分析，首次在云南蟲的咽弓上發(fā)現(xiàn)了極微小尺度上三維保存的疊盤狀細胞結(jié)構(gòu)和蛋白微原纖維。這兩種精細的顯微結(jié)構(gòu)為脊椎動物細胞軟骨獨有，可以證明云南蟲是一種原始脊椎動物。

對比“同齡”動物昆明魚，云南蟲具有更多原始特征，更接近脊椎動物的演化源頭。比如，昆明魚已具有一條位于身體背部的原始脊椎，而在云南蟲身上并未出現(xiàn)。人類或許能從云南蟲身上的眾多原始特征中，揭開脊椎動物起源的奧秘。

最早“登陸”的生物

圖1 云南蟲標本（圖/中科院南京地質(zhì)古生物研究所 趙方臣 供）

節(jié)肢動物是身體和附肢都分節(jié)的無脊椎動物，是最龐大和古老的生物門類。常見的各類昆蟲、蝦、蟹以及“大名鼎鼎”的化石生物——三葉蟲等，都屬于節(jié)肢動物。全世界的節(jié)肢動物有約120 萬種，生活環(huán)境遍布海洋和陸地。

在距今5.4 億年生命大爆發(fā)的寒武紀時期，海洋迎來了以節(jié)肢動物為主的生物群，與之一起誕生的還有腕足動物和軟體動物等。在4 億多年前，陸地出現(xiàn)了植物，使得地球大氣與巖石環(huán)境得以改善，越來越多的生物開始向陸地遷移。

節(jié)肢動物天然的硬殼和氣閥為其登上陸地提供了生存保障。科學家推斷，志留紀晚期的節(jié)肢動物——呼氣蟲化石可能代表了最早的陸地生物之一，節(jié)肢動物也成為最早登陸的生物。

近日，一支中外聯(lián)合研究團隊在我國新疆準噶爾盆地西北緣的志留紀晚期地層中發(fā)現(xiàn)了一種新的淡水節(jié)肢動物——賽爾瑪爾迪布拉克蟲，代表我國目前已知最早的淡水節(jié)肢動物，也是在勞俄大陸之外最古老的淡水節(jié)肢動物實體化石記錄。

這項發(fā)現(xiàn)對淡水節(jié)肢動物的起源與早期演化提出了新認識，或?qū)⒏淖內(nèi)祟悓Φ厍蛟缙陉懙厣鷳B(tài)系統(tǒng)的認知。

資深小“蘚”肉

苔蘚植物很常見，但你見過苔蘚動物嗎？這可是兩個完全不同的物種。苔蘚動物是一類個體微小的原始水生群體動物，由于它們的群體形態(tài)在外形上與苔蘚植物相似，所以被稱為“苔蘚蟲”，因其習慣群體生活，所以又被叫作“群蟲”。

圖2 最早的苔蘚動物復原圖（圖/西北大學 供）

在距今5.4億～5.18億年前，海洋中暴發(fā)性地出現(xiàn)了包括脊椎動物在內(nèi)的幾乎所有現(xiàn)代動物的早期祖先代表。但是，苔蘚動物門一直被認為是奧陶紀大輻射的產(chǎn)物，缺乏確鑿的寒武紀化石記錄。

西北大學研究團隊在陜南鎮(zhèn)巴縣小洋壩剖面燈影組西蒿坪段的生物碎屑灰?guī)r中，通過酸蝕處理實驗發(fā)現(xiàn)了毫米級的微體化石。相關學者合作研究后認為，這些微體化石正是地球上最早的苔蘚動物化石，揭示了這一門類的寒武紀起源。

經(jīng)分析，寒武紀的苔蘚蟲化石為苔蘚動物的基干類群，代表最原始的祖先類型。這一發(fā)現(xiàn)將苔蘚動物的起源往前推進了至少5000 萬年。苔蘚蟲群體的多層次可塑性和復雜性的模塊化構(gòu)建起源于5.3 億年前，闡述了寒武紀大爆發(fā)期間重要的生態(tài)創(chuàng)新。