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填补演化空白!1.6亿年前化石揭秘棘头动物门起源

0次浏览     发布时间:2025-04-09 23:11:00    

动物界包含30余个门级分类单元,它们共同构建了动物演化的基本框架。每个门的起源一直是学界研究重点。但迄今为止,人类对极少数门级类群的起源知之甚少,棘头动物门便是其中之一。

△侏罗虫(a, 化石照片;b, 复原图)及与现生棘头虫(c)的比较。

中国科学院南京地质古生物研究所博士生罗慈航在研究员王博指导下,与研究员张海春、博士王盛宇以及英国牛津大学、德国森肯贝格博物馆、英国自然历史博物馆相关领域专家合作系统研究了产自内蒙古道虎沟(约1.6亿年前)的棘头虫化石——侏罗虫。这项研究填补了棘头虫的演化空白,为解决棘头动物门的起源之谜提供了实证。该研究成果北京时间4月9日在国际学术期刊《自然》(Nature)在线发表。

棘头虫是一类海洋和陆地生态系统中常见的体内寄生蠕虫,能够感染人、猪、犬、猫、鱼等各类动物,是一类重要的医学寄生虫。其最典型的特征是蠕虫状的外形和可外翻的吻突。吻突上有成排的倒钩,用于附着在宿主的消化道内。

△侏罗虫的扫描电镜(a)、多元素能谱(b)和碳元素能谱(c)照片。

长期以来,棘头虫一直被认为是一个独立的门,即棘头动物门。由于棘头虫的身体构型高度特化,其系统分类位置一直存在很大争议。加之棘头虫是体内寄生虫,很难保存为化石,此前唯一的化石记录是来自晚白垩世鳄形动物粪便中四枚疑似的棘头虫卵。因此,人们对棘头虫的起源和早期演化知之甚少。

本次新发现的棘头虫,被命名为“道虎沟侏罗棘头虫”(简称“侏罗虫”)。研究团队借助扫描电镜、能谱分析等方法,对其进行精细的解剖学研究发现,侏罗虫的身体整体呈纺锤形,分成明显的三部分,即吻突、颈和躯干。

侏罗虫的吻突具硬化的、略向下弯曲的刺。侏罗虫身体上有约32对仅延伸至身体一小部分的纵毛列,类似的结构也常见于现生棘头虫。侏罗虫的吻突中央保存了消化道,但躯干整体未发现明显的消化道,其身体末端还有一个类似现生棘头虫雄性交合伞的结构。侏罗虫最奇特的特征是其位于躯干最前方的颚器。颚器整体向前方汇聚,且前部的颚较小,向后逐渐变大,齿的数量也更多。颚器中的齿整体都朝向身体前方,且所有的颚都不超过棘头虫的身体边界。

△侏罗虫在有颚动物中的系统发育位置。

为进一步确定侏罗虫的演化位置,研究团队构建了一个最新的、包含各类现生和化石蠕虫动物的形态数据矩阵,并开展系统发育分析。结果表明,侏罗虫的演化位置位于棘头虫的最根部,是棘头虫的基干类群。

本研究为探索棘头动物门的起源和早期演化提供了重要的线索。侏罗虫展示了棘头动物先前未知的形态多样性和生态特性。其具钩的吻突和较大的体型表明,棘头虫在侏罗纪可能已经演化出了内寄生的习性,也表明棘头虫可能起源自陆地环境,并在侏罗纪已经与其他轮虫分化。

(总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉)

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