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五億多年前奇特的“麒麟蝦”化石

2020-11-0609:53:15來源:中國日報網

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中國日報 11月5日電 11月5日,英國《Nature》雜誌報道了由中國科學院南京地質古生物研究所發現的一種5億多年前,形似蝦一樣的動物化石,身體兼具當時海洋巨型捕食動物“奇蝦”和節肢動物(如昆蟲蝦蟹)的多種特徵,被譽為寒武紀的“麒麟”,命名為“章氏麒麟蝦”,它是打開節肢動物起源之謎的過渡型物種。這是我國雲南 “澄江動物羣”中又一項新的重大科學發現,為生物進化論增添了實證。

地球上的生命經歷了約40億年的漫長演化歷史,直到5億多年前的寒武紀時代,複雜多樣的生命才在地球上突然出現。這一里程碑式的重大生命演化事件,被稱為“寒武紀大爆發”。從達爾文開始,“寒武紀大爆發”一直是困擾科學界的重大科學謎題。達爾文在他的《物種起源》裏就特別提到,複雜動物在寒武紀突然出現是對進化論的巨大挑戰。

1984年,由中國科學院南京地質古生物研究所科學家在雲南發現的“澄江動物羣”更加凸顯了“寒武紀大爆發”的突發性,將“達爾文的困惑”推向頂點。因為澄江動物羣中化石發現表明,包括脊椎動物在內,幾乎所有現代動物門類在5.2億年前都已經出現了(圖一)。依據達爾文進化論,想要破解寒武紀大爆發之謎,科學家就需要找到動物門類起源的過渡型祖先化石。

圖一:澄江動物羣生態復原。 (楊定華 繪圖)

澄江動物羣中,多樣性最高的是節肢動物。從寒武紀大爆發開始,節肢動物便是地球上最成功的動物之一。節肢動物(如蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛)佔據了當今動物界大約80%的物種多樣性, 然而,節肢動物是怎麼演化而來的?它們的祖先又長什麼樣? 這是生物進化的一大難題,一百多年來困擾着一代又一代的科學家。

近日,朱茂炎研究員領導的寒武紀大爆發研究組在澄江動物羣中找到了解答“節肢動物起源之謎”的關鍵化石——“麒麟蝦”,以研究論文的形式在《自然》雜誌上發表了這項最新研究成果。

圖二:麒麟蝦化石 (曾晗 供圖)

此次發現的“麒麟蝦”,身體具有明顯的真節肢動物特徵,例如硬化的表皮、癒合的頭殼、多節的軀幹和分節的腿肢。但是,它的頭部卻又嵌合了節肢動物祖先類型的形態構造,包括寒武紀怪物——奧帕賓海蠍特有的五隻眼睛,以及寒武紀巨型頂級捕食動物——奇蝦的掠食性附肢。所以,“麒麟蝦”組合了真節肢動物和節肢動物祖先類型的身體特徵,是一種罕見的嵌合動物(圖二、圖三)。

在本研究中,研究團隊對“麒麟蝦”化石進行了精細的比較解剖學研究。以多年積累的研究數據為基礎,結合“麒麟蝦”獨特的嵌合形態和演化發育生物學分析,論證了奇蝦和真節肢動物第一對附肢的同源性。結果表明,“麒麟蝦”的演化位置處於奇蝦和其它真節肢動物之間,位於真節肢動物的根部(圖四)。

圖三:麒麟蝦復原圖 (孫捷 繪圖)

圖四:麒麟蝦揭示的節肢動物起源和早期演化新模式 (曾晗 製圖)

“麒麟蝦”代表了達爾文進化論預言的重要過渡化石,它架起了從奇蝦演化到真節肢動物的中間橋樑,填補了節肢動物起源過程中關鍵的缺失環節,給生物進化論增添了一個強有力的化石證據。

責任編輯:向勤如(EN006)

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