科學家發現地球最早的苔藓蟲化石

最早苔藓動物複原圖。 張志飛團隊供圖

日前，西北大學早期生命研究團隊張志飛教授指導博士生張志亮，在陝西省漢中市鎮巴縣小洋鎮小洋剖面燈影組西蒿坪段的碎屑灰岩中，通過酸蝕處理方法發現了幾個毫米級的微體化石。經課題組前期研究，聯合澳洲麥考瑞大學教授、西北大學兼職教授格倫·布洛克，并與中科院南京地質古生物研究所、英國自然曆史博物館、瑞典自然曆史博物館等國内外學者合作研究，認為這些微體化石代表地球已知最早的苔藓動物（苔藓蟲）化石。10月27日，研究成果以長文形式發表于《自然》。

苔藓動物是具有觸手冠的真體腔動物，是一類水生群體固着底栖動物，屬于典型的“草根動物”。寒武紀大爆發事件，即在距今5.3億年前的地球海洋中，突然爆發性出現了包括脊椎動物在内的幾乎所有現生動物的早期祖先代表，其在寒武紀特異型化石庫中儲存得栩栩如生。但地質曆史中非常重要的動物門類——苔藓動物門，在寒武紀卻一直缺乏确鑿的化石記錄。不過，4.8億年前的奧陶紀之後，苔藓蟲化石變得極為豐富，是以，它們也被認為是奧陶紀大輻射的産物。

張志飛團隊在國家自然科學基金的資助下，利用掃描電鏡、X射線斷層掃描技術分析，發現這些化石呈現雙向薄闆狀網狀，背對背兩面覆有表皮細胞分泌幾丁質蟲室。蟲室缺乏明顯的礦化，縱向5列或7列交替排列，顯示有清楚的子產品化幾何特征，清晰、可辨，兩側對稱，整體外形呈圓椎狀。化石研究表明，兩側動物群落精緻的幾何分布模式和嚴格的等級制度起源于5.3億年前，是寒武紀大爆發重要的生态創新。

經過52個特征、18個類群和2個外群的最大簡約法和貝葉斯分支系統學分析研究，表明該化石苔藓動物代表化石和現生苔藓動物的基幹類群，為最原始祖先類型。

這項研究将苔藓動物門的地質曆史從奧陶紀前推到寒武紀大爆發早期，将苔藓動物的地質曆史前推至少5000萬年。研究發現，兩側動物子產品化生長和群落分布比想象的早得多，表明現代苔藓蟲可能起源于群居的祖先類型而不是單體生活祖先。寒武紀早期苔藓動物的發現進一步支援了由中科院院士舒德幹團隊所提出的三幕式寒武紀大爆發假說，進一步揭示了寒武紀地球動物樹曆時4000萬年，基礎動物、原口動物和後口動物三大動物亞界分階段、爆發性出現的過程。

“化石在燈影組西蒿坪段泥質灰岩中的發現表明了寒武紀苔藓蟲與後期屬種相似，适宜在清澈的硬底質環境中生活，進而揭示了泥頁岩中儲存的特異型化石庫中缺乏苔藓動物化石的原因。”張志飛表示，該發現為地球動物樹成型和寒武紀生命大爆發提供了新的證據，表明特異型化石的研究并不能完全揭示地史上生命演化的曆史過程，尚需其他化石的限制和補充。（陳彬 張行勇）

來源： 《中國科學報》