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研究揭秘一億年前介形蟲有性生殖行為

中生代蠕蟲交配行為圖,楊定華繪制

近日,來自中國、德國和英國的研究團隊發現,中蘇體利用巨型精子進行有性繁殖早在1億年前就已存在,其結果使已知最早的動物精子記錄至少提前了5000萬年。研究結果于9月16日線上發表在《皇家學會會刊》B輯中。

中足類是一種水生的微型甲殼類動物,具有雙瓣殼,通常大小約為1毫米。自奧陶時期以來,間皮病化石一直是地質記錄中最豐富的節肢動物化石之一。然而,絕大多數間皮病化石僅儲存在鈣化殼中,柔軟的部分(附屬物,身體等)通常難以儲存。然而,這些軟體結構通常提供許多重要的古生物學資訊,例如生殖行為。

近日,中國科學院南京地質古生物學研究所王鶴博士與研究員王波與德國和英國研究人員合作,首次報道了白垩紀緬甸琥珀中儲存的軟體中質蠕蟲化石。

基于化石功能形态分析以及活體中胚層的形态學和生态學觀察,研究小組發現,其中一種化石中生代從事有性繁殖,當雄性通過鈎握抓住雌性并将一半的陰莖伸入雌性體内,交配時,雄性通過Zenks(精子泵)将巨型精子喂入雌性體内。Zenke的樂器很容易在活生生的個體中找到,因為他們發達的肌肉和穿刺。巨型精子儲存在雌性囊中,然後精子通過受精過程開始活躍。

"這項研究是第一個在白垩紀中生代化石中發現中質體病巨型精子的研究,這些化石的長度至少是中生代蠕蟲體長度的三分之一。王鶴對《中國科學日報》記者說。

化石研究表明,與現代中生代蠕蟲(如夾持器、Zenkes等)有性繁殖相關的生殖器官至少在白垩紀中期形成,其形态特征在1億年内沒有改變,進一步表明中質蠕蟲利用巨型精子進行有性繁殖的行為在1億年前就已經存在, 為生殖行為的進化停滞提供了一個重要的例子。該研究還表明,這種含有巨大精子的複雜生殖行為增加了中質蠕蟲交配的成功率,并促進了中生代後期非海相間質的輻射進化。

相關論文資訊:

http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2020.1661