【48812】距今518亿年!地球上最陈旧的脊椎动物被承认

2024-07-09 来源:安博体育官方下载安装

  在生命演化进程中,脊椎动物的演化是最为绚丽的华章之一。脊椎动物的来源,一向是最吸引人的科学热门之一。

  南京大学地球科学与工程学院姜宝玉教授课题组和我国科学院南京地质古生物研讨所朱茂炎研讨员领导的“地球—生命体系前期演化”研讨团队密切合作,承认了我国5.18亿年前澄江动物群中的云南虫是脊椎动物最原始类群。该效果于7月8日宣布在世界威望学术期刊《科学》。

  云南虫生态复原图。论文一起通讯作者、我国科学院南京地质古生物研讨所研讨员赵方臣辅导,杨定华绘图。

  “演化生物学家一般依据现生头索动物文昌鱼的特征,估测脊椎动物的先人是一类具有脊索、背神经管和鳃裂的后口动物。但是,这一设想的脊椎动物先人一向没有正真取得来自化石依据方面的支撑。”论文的一起通讯作者、南京大学教授姜宝玉介绍。

  姜宝玉表明,不同于具有典型脊椎动物特征的昆明鱼,云南虫形状更挨近头索动物文昌鱼,但它在脊椎动物来源和后口动物体系树上的方位一向存在争议。

  此前,我国学者陈均远等人在昆明海口区域又发现了很多云南虫新标本。根据这些标本上愈加精密的解剖学结构,他们将云南虫归为原始有头类,以为其演化方位介于头索动物文昌鱼和脊椎动物七鳃鳗之间。这一效果宣布后,在学界掀起了有关云南虫分类方位的大评论。

  “因为不同学者对云南虫保存各异的软体安排细节的解说存在比较大差异,云南虫自1991年初次报导以来被别离归类于脊椎动物、头索动物、半索动物、后口动物干群、乃至原始的两边对称动物。”姜宝玉介绍,云南虫分类方位存在的争议极度影响了这类要害化石对脊椎动物来源的界定。

  针对云南虫分类方位之谜,研讨团队运用三维X射线断层扫描显微镜、扫描电镜等多种现代试验设备,从微观结构上从头研讨了一类此前分类存疑的动物:云南虫。从形状上看,云南虫有点类似现在的蠕虫,它们身体侧扁,一般只要3至4厘米长。

  经过对127块云南虫标本的从头剖析,研讨人员初次在云南虫的咽弓上发现了极微小尺度上三维保存的叠盘状细胞结构和蛋白微原纤维。这两种精密的显微结构为脊椎动物细胞软骨所独有,证明云南虫是一种原始脊椎动物。

  科研团队还经过演化剖析办法,进一步卡定了云南虫的准确演化方位。剖析效果证明,云南虫处于脊椎动物谱系的最基干方位,介于尾索动物和其他脊椎动物之间。

  云南虫化石咽部结构。(A)咽部全体相片。(B–E)咽弓的微观结构:咽弓的光学相片(B),结构示意图(C),单个咽弓的三维X射线CT烘托(D),咽弓内碳质残留物的扫描电镜相片,展现化石保存的蛋白微原纤维形状结构(E)。论文榜首作者田庆羿制图。

  关于云南虫之前备受争议的榜首对咽弓,研讨团队在新标本上相当于榜首对咽弓的方位上发现了与后部其他鳃弓相同的叠盘状细胞结构、鳃丝和蛋白微原纤维等结构。因而,云南虫具有早年到后互相类似、都具有细胞软骨的7对咽弓。

  “云南虫类似的7对系列咽弓的发现,支撑解剖学家们早在19世纪就现已提出的脊椎动物咽弓同源理论假说,即鱼类的鳃弓是颌弓和舌弓的原型,脊椎动物的颌弓和舌弓跟后边的鳃弓是系列同源结构。”姜宝玉表明。

  云南虫演化方位和各类脊索动物咽颅形状比较(从上到下,别离是文昌鱼、云南虫、后斯普里格鱼、七鳃鳗、鲨鱼)。论文榜首作者田庆羿制图。

  姜宝玉以为,这次研讨的另一个重要新发现是,云南虫的7对咽弓在腹背两头被成对的水平软骨衔接,组成了一个类似于篮状的咽颅。

  “篮状咽颅是现生无颌类脊椎动物和化石无颌类真显鱼的典型特征,但是寒武纪后斯普里格鱼和有颌类脊椎动物的咽颅是由一系列互相别离的软骨棒组成。”姜宝玉说,后斯普里格鱼的这种咽颅特征引起了关于脊椎动物先人咽颅形状的争议。呈现更早、坐落脊椎动物最基干方位的云南虫咽颅特征支撑篮状咽颅是更陈旧的先人特征。

  由此可见,作为现生脊椎动物最陈旧的近亲,云南虫为提醒脊椎动物的来源和前期演化供给了要害依据,对脊椎动物颌和其他要害特征演化的探究均将发生深远的影响。

  此次效果也得到了《科学》杂志审稿人的高度评价:“这是对科学的重大贡献,将成为古脊椎动物学的一篇要害论文,展现了人们期待已久的、最可信的解剖结构化石依据,处理了寒武纪干群脊椎动物争议问题。他们所展现的信息是一个里程碑,在未来的许多年里,即便更高分辨率的研讨也难以逾越。”


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