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5.8亿年前的小春虫揭开生命之谜

贵州瓮安动物化石群的研究再传佳音,我国古生物学家全球首次发现了生活在5亿8千万年前的最古老两侧对称动物的化石。今天,《科学》杂志首先通过网络作为特快新闻向全球抢先正式公布了这一发现。

期待已久的谜底揭开了

1998年2月5日,陈均远和李家维等与肖书海和张昀等两个小组同一天分别在美国《科学》杂志和英国《自然》杂志公布了5亿8前万年前多细胞动物和胚胎化石的发现。美国华盛顿邮报在当日发表专评,称这一发现"意外地打开了通向地球生命一个神奇而关键历史时期的窗口……,新的发现打开了寻找古老动物化石纪录的新途径,好象蒙在眼前的重雾突然地消散了……"。这一发现被国际科学界誉为"本世纪进化生物学最重要的科学进步之一,将在科学界激起波澜……"。

此后,我国科学家对瓮安动物化石群开展了一系列的研究并获得了许多重要的发现,包括腔肠动物成体化石和胚胎化石以及可能两侧对称动物胚胎化石等,以上的发现分别于2000年两次在《美国科学院院报》和2002年《发育生物学》杂志上公布。

但两侧对称动物是否在5亿8前万年前存在,它们到底长什么样,仍是科学界迫切想要得到的答案。这一答案有待于化石的发现。

工夫不负有心人。中科院南京地质古生物研究所陈均远研究员和他的国内外同事们经过近6年夜以继日的努力,谜底终于由最近发现的10块保存精致的两侧对称动物化石揭开,这一重大发现最近将在《科学》杂志作为研究论文发表。

 

 

贵州小春虫的幸福生活

 

这10块保存精致的两侧对称动物化石发现于贵州瓮安前寒武纪陡山沱组瓮安含磷段,距今约5.8亿年。陈均远等将保存在这一含磷层内的动物化石称之为瓮安动物化石群。由于当前所发现的这类两侧对称动物的化石很小,只有0.2毫米;它所生存的时间又非常特殊,相当于我们地球"雪球事件"的严冬刚刚过去、早春刚刚来临的瞬间,于是陈均远等将这一古老的动物命名为"小春虫",并将这一最古老动物的种的名称献给了这一动物化石的产地--中国贵州。

尽管这一古老动物个体很小,却保存了一对体腔、成对排列的感觉窝等两侧对称构造。这一动物由外胚层、内胚层和完全中胚层所组成,是迄今为止已知最古老的真体腔两侧对称动物的化石代表。这一动物消化道前端具有向腹部开口的口部和紧接口之后的咽道,咽道由多层构造的咽壁所包绕。这一动物构造的复杂性表明它已经处于成年期的发育阶段。这一化石的发现首次将两侧对称动物可靠化石记录的历史前推到了寒武纪之前4千万年。

真体腔动物的起源至今仍是科学之谜。这一古老真体腔动物化石的发现将为探索真体腔动物的起源提供重要的线索,它表明真体腔很可能是两侧对称动物的一个古老特征。

这么小的动物就已经开始出现三胚层的构造,这一现象暗示了形成三胚层两侧对称动物所必须的发育程序发生的时间可能要早于形成大型个体生长程序发生的时间。小春虫复杂的身体构造同时也说明两侧对称动物发育阶段的基因工具包以及模式形成机制早在寒武纪之前4千万年已经形成。

陈均远等认为,这一古老微型动物主要生活在浅水潮下高能带。这一地带由于水流和海浪极为活跃,这些大小只有0.2毫米的动物随时有被水流和海浪卷走的危险,因此这种动物类似于现生微型动物群,主要隐居在海底灰屑之间的空隙内,不仅可免受水流和海浪的骚扰,同时又方便获得生存所需的食物和养料,因为空隙内保存了大量生物递解所释放出来的可溶性有机质和有机质残屑。这一动物的口位于腹前端,紧接口之后具有一个发达的咽管,据此推断这一动物可能通过位于腹部的口在咽部肌肉的协助下以吮吸方式从周围吮取溶于水中或悬浮于水中的有机养料。陈均远等还认为隐居在岩屑空隙中并以吮吸来取食的方式很可能是一种古老的生态方式,而食草性和潜穴方式的发生时间要晚于以上的生态方式。

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