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教科书又要改写了这条虫子的出现是动物早期演化史的巨大飞跃

2019-09-05 20:19:41  阅读:9035+ 作者:责任编辑NO。卢泓钢0469

文章来自“科学大院”大众号

作者:中科院南古所

对称、分节、运动……这些特征对大多数现代动物来说,现已成为它们的“标配”。然而在五亿五千万年前,这些特征才第一次一起“安装”在动物身体上:一条独特的虫子长逝在跋涉途中,它两边对称的分节形状和最终行迹一起留在了埃迪卡拉纪的海底。

这是我国科学院南京地质古生物研讨所前期生命研讨团队在三峡区域埃迪卡拉纪地层中的新发现,该研讨为探究前期动物的演化供给了重要依据。相关论文于2019年9月4日宣布在英国Nature杂志上。

动物演化中的重要事情:

两边对称和身体分节

动物演化概略图,显现动物演化中的重要事情(图片来历:南京古生物所制造)

身体两边对称和分节现象的发生是动物演化史上极为重要的事情。分节的呈现意味着身体的结构有了分区,功能上也就有了分工。可是,这类体型杂乱的动物何时呈现?自达尔文以来,一向是古生物学家和演化生物学家重视的焦点。

TIP:

两边对称的含义:使动物的身体有了显着的背腹、前后和左右之分。动物的运动从不定向趋向定向,神经体系和感觉器官也逐步集中于身体前端,这些改变促进了动物头部化的发生。

身体分节的含义:动物身体分节,体外分节,体内也相应分节,而且许多内部器官如循环、分泌、神经等也表现出按体节重复摆放的现象,不只增强了动物运动机能,而且对促进动物体的推陈出新,增强对环境的适应才干,有着重要含义。因而分节现象是无脊椎动物在进化过程中一个极重要的标志。

“寒武纪大迸发”中呈现了很多的以三叶虫为代表的具分节的两边对称动物,因而,寒武纪常被称为“三叶虫年代”,长期以来,大家估测在寒武纪之前的埃迪卡拉纪(我国称为“震旦纪”,6.3-5.4亿年前),它们应该有愈加陈旧的先人,可是一向没有找到牢靠的化石依据。

寒武纪大迸发时动物多样性快速添加(图片来历:杨定华制作)

三峡埃迪卡拉纪地层的新发现

近期,我国科学院南京地质古生物研讨所前期生命团队陈哲研讨员、周传明研讨员、袁训来研讨员和弗吉尼亚理工大学肖书海教授报导,在我国三峡区域大约5.5亿年前的地层中发现了一类特别保存的新的动物化石,该动物的遗体和它最终跋涉的拖痕(印迹)一起保留在一块岩石上。

夷陵虫化石(BF)和逝世前构成的遗址(TF)(图片来历:南京古生物所)

这一新的化石依据标明在埃迪卡拉纪已呈现了具有运动才干、而且身体分节的两边对称后生动物。该效果以“分节的三叶形两边对称动物及其遗址提醒前期动物的演化”为题宣布在2019年9月4日的英国《天然》(Nature)杂志上。

从化石产地远眺三峡大坝(图片来历:南京古生物所)

化石发现于湖北三峡区域埃迪卡拉纪灯影组的石板滩生物群中。自2013年开端,科研人员用了近5年的时间对新发现的化石进行具体的研讨,并将其命名为夷陵虫(Yilingia,新属)。

夷陵虫的实体化石,显现生物体现已有前、后的差异(图片来历:南京古生物所)

夷陵虫身体长条形,两边对称,呈三叶形,具有显着的身体分节,也具有了前后和背腹的差异。愈加独特的是,部分标本中动物的实体与它的遗址一起保存在一起,再现了一条跋涉中的虫子的“最终时间”。

TIP:遗址化石与造迹生物

虽然在埃迪卡拉纪现已发现了许多的遗址化石,可是,造迹生物是什么一向是一个谜。因为遗址化石形状改变很大,只要一些特别的状况,咱们才干精确确实定造迹生物的类型。而遗址化石与体化石相连保存在一起,是最直接和直观的依据。新报导的化石具有清晰的造迹生物以及活动的遗址。

夷陵虫的遗址化石,你能看出它们与实体化石差异吗?(答案见文末)(图片来历:南京古生物所)

这是一类全新的动物化石,在地质历史时期和现代都没有发现形状相同的动物,研讨者以它的发现地址湖北省宜昌市夷陵区给它取了一个新姓名“夷陵虫”,估测可能是环节动物或节肢动物。

夷陵虫的呈现

动物前期演化史上的巨大腾跃

传统的埃迪卡拉生物群曾被认为是身体没有真实分节、短少运动才干、走向演化盲端的生物类群。虽然在埃迪卡拉纪也发现了许多生物运动发生的遗址化石,可是,造迹生物是什么一向是一个谜。

典型的埃迪卡拉生物化石(图片来历:Trends in Ecology & Evolution)

TIP:埃迪卡拉纪生物的典型特征

长相独特,显生宙和现生没有类似的生物。

埃迪卡拉生物多具有“分形”的特征,没有真实的结构分工。

绝大多数为底栖固着成长,短少自动活动才干。

短少头、尾、附肢、眼、口…

至寒武纪根本悉数绝灭。

夷陵虫是现在在寒武纪之前发现的仅有的身体分节,具有运动才干,并能够构成接连的遗址的两边对称动物。夷陵虫的发现为两边对称动物身体分节在埃迪卡拉纪的呈现供给了直接的化石依据,也为探究该时期很多遗址化石的造迹者供给了重要依据。

夷陵虫实体(左)、遗址(右)和化石恢复(中)(图片来历:南京古生物所)

该发现也显现,能够自在运动的底栖动物在埃迪卡拉纪现已呈现,并对海底堆积物进行了改造。标明“寒武纪大迸发”时期以底栖动物为主体的生态体系在这一时期现已开端树立,并逐步替代了前寒武纪控制地球数十亿年的微生物席基底,对地球外表体系造成了深远的环境和生态影响。

我们来猜猜这个虫子有没有头?(图片来历:南京古生物所)

实体化石与遗址化石有啥差异

1. 遗址化石中动物对堆积物进行了转移,如:“堤”状结构是动物在匍匐过程中,将堆积物面向身体的两边,沿动物身体两边构成线形的堆积;

2. 遗址化石能够切穿原有的堆积结构,如切穿已有化石,而实体化石一般表现为叠覆在原有堆积物或化石之上;

3. 遗址化石一般较长,但一般具有安稳的宽度,也常有一些类似结构重复呈现;

4. 遗址化石中堆积物外表爬迹,在顶层面为洼陷,后期堆积物掩盖,构成半浮雕,而实体化石会构成铸型,三维立体保存;

5. 遗址化石为原地埋藏(粪化石在外),而不会象实体化石相同能够通过转移而构成定向摆放。

该项目得到了我国科学院、国家科技部、国家天然科学基金委、美国天然科学基金和美国国家地理学会的联合赞助。

论文信息:Zhe Chen, Chuanming Zhou, Xunlai Yuan*, Shuhai Xiao*, 2019, Death march of a segmented and trilobate bilaterian elucidates early animal evolution, Nature,https://doi.org/10.1038/s41586-019-1522-7

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