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| 寒武纪海洋中两种苔藓动物及其附着古杯礁的生态复原图。 作者供图 |
在地球漫长的生命演化史中,苔藓动物的起源一直是未解之谜。科学界普遍认为,这种古老的海洋生物诞生于4.8亿年前的奥陶纪,是奥陶纪生命大辐射的代表性生物。而西北大学地质学系早期生命研究团队的一项重磅发现,彻底改写了这一传统认知,将苔藓动物的骨骼起源时间向前推进了至少5000万年。
相关研究成果,北京时间6月3日23时在线发表于国际期刊《自然》。
苔藓动物俗称苔藓虫,是极具特色的群居水生生物,堪称远古“海洋建筑师”。它们几乎不独自生存,成千上万的微小个体聚集共生,搭建出形态各异的“集体公寓”——有的像铺在海底的薄薄地毯,有的像竖立的精致扇子或小树枝。每个“住户”都从自己的小房间里伸出一个由触手组成的“捕食网”,悠闲地过滤海水中的浮游生物大餐。
苔藓虫的躯体柔软易分解,很难在地层中留存。漫长岁月里,只有它们坚硬的钙质虫室能成为化石。正因如此,以往仅在奥陶纪及之后的地层中发现苔藓虫化石,科学界也由此笃定其起源于奥陶纪。
本次科研关键突破,依托陕南汉中寒武纪早期仙女洞组珍稀化石样本。经过酸蚀处理,科研人员发现了大量磷酸盐化苔藓虫化石,其中不仅包含门房原始蜂巢虫化石,还确定了一种全新的苔藓动物化石属种——六方大营蜂巢虫。它们的群体形态完全不同,一种竖着成双排生长,一种铺成薄片,说明早在寒武纪早期,苔藓虫就分出了不同群居形态,为后来奥陶纪这类生物遍地演化埋下伏笔。
为精准追溯苔藓动物的演化脉络,团队搭建了专业分析模型,纳入50个关键形态特征,覆盖18种古今苔藓动物类群。经过系统发育分析证实,这批寒武纪化石属于苔藓动物门狭唇纲的核心类群,比此前发现的远古苔藓动物,更贴近古生代主流苔藓动物的演化特征。
这一成果不仅将苔藓动物矿化骨骼的化石记录从奥陶纪前移至寒武纪早期,同时也有力支持了舒德干院士团队提出的“三幕式寒武纪大爆发”假说——动物演化像一场分幕上演的大戏,基础动物、原口动物和后口动物三大类群,在前寒武至寒武纪早期依次登场,苔藓动物也是其中重要的一环。
更有意思的是,该研究还解开了一个长期困惑:为什么在著名的澄江化石库和加拿大的布尔吉斯页岩这类深水泥质环境保存的化石宝库里,几乎找不到苔藓动物——早期的苔藓动物,更喜欢生活在清澈的浅海硬底质环境中。
此次发现,为地球动物树成型和寒武纪生命大爆发提供了新的证据,也在提醒科学界:单一的特异化石库无法还原完整的生命演化史,不同类型的化石研究,是解锁地球生命起源奥秘的关键。
(作者张志飞系西北大学地质学系教授,宋宝鹏系西北大学地质学系在读博士研究生)