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    光明日报 2020年03月23日 星期一

    中英科学家发现动物进化史中组织器官适应性退化的最早例证

    寒武纪火把虫原是“丢”了腿的叶足动物

    作者:本报记者 张勇 《光明日报》( 2020年03月23日 10版)

        近日,国际著名学术期刊《Current Biology》发表了云南大学云南省古生物研究重点实验室与英国埃克塞特大学及伦敦自然历史博物馆合作完成的题为“一个寒武纪早期管居叶足动物”的科研论文。在该论文中,研究人员揭秘了寒武纪“澄江生物群”中火把虫实际上是一种为了适应底栖管居生活而丢失了身体后部腿肢的叶足动物,这也是动物进化史中出现组织器官适应性退化消失的最早的例证。

        形态奇异的火把虫最早由侯先光研究员于1989年首次发现和命名,是寒武纪澄江生物群中比较稀有的一类蠕形动物,生活在距今5.18亿年前的海洋底部。该类动物具有一个细长的蠕虫状身体,身体前端具5对触手,身体末端膨大。由于其形态怪异,30多年来古生物学家对于该物种的分类位置和进化意义一直争议不断,早期研究认为其是环节动物、触手冠动物、舌形动物,或是从无腿的环神经类蠕虫向有腿的泛节肢动物进化的一个过渡类群。经过长年化石标本的积累,云南省古生物研究重点实验室研究团队在新的化石标本里发现了与火把虫的身体保存在一起的管状构造,证明火把虫是一个底栖管居动物,而其身体膨大的末端起到了锚的作用将虫体固定在管内。同时,研究人员还发现了火把虫头部成对的眼睛等新的形态特征构造。结合这些新的化石发现,并通过系统发育分析的方法,研究人员终于揭开了火把虫的神秘面纱。

        据侯先光介绍,火把虫其实隶属于寒武纪叶足动物的啰哩山虫科。叶足动物是一类已经灭绝的早期蠕形动物,俗称“有腿的蠕虫”。虽然叶足动物化石标本稀少,但对理解泛肢动物的进化历程却至关重要,与现生的缓步动物门(俗称水熊虫)、有爪动物门(俗称天鹅绒虫)和节肢动物(如虾蟹、昆虫、蜈蚣和蜘蛛)的起源和早期演化有着密不可分的关系。啰哩山虫科的叶足动物已经具备了比较明显的体区分化,主要表现为:身体前部的腿肢细长且带有刚毛,主要用于滤食;身体后部的腿肢粗短且带有爪,主要用于运动和攀爬。而火把虫则开启了一个全新的生活模式,是目前已知的唯一一种经营底栖管居生活的叶足类动物。火把虫在适应管居生活的进化过程中发生变异,丢失了身体后部原本用于运动和攀爬的腿肢,但保留了身体前端用于取食的腿肢。这也是我们目前所知的动物在进化过程中出现组织器官适应性退化 消失的最早的例子。

        寒武纪是早期生物多样性大爆发的一个关键时期。该研究证明即使在这么早的动物进化阶段,组织器官适应性退化消失的例子已经发生。研究进一步展示了寒武纪期海洋生态系统的复杂性,而早期生物的适应性辐射成就了生物多样性的大爆发。马晓娅研究员的博士研究生Richard Howard为论文第一作者,马晓娅研究员和侯先光研究员为共同通讯作者。

        (本报记者 张勇)

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