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研究揭秘一亿年前介形虫有性生殖行为

中生代蠕虫交配行为图,杨定华绘制

近日,来自中国、德国和英国的研究团队发现,中苏体利用巨型精子进行有性繁殖早在1亿年前就已存在,其结果使已知最早的动物精子记录至少提前了5000万年。研究结果于9月16日在线发表在《皇家学会会刊》B辑中。

中足类是一种水生的微型甲壳类动物,具有双瓣壳,通常大小约为1毫米。自奥陶时期以来,间皮病化石一直是地质记录中最丰富的节肢动物化石之一。然而,绝大多数间皮病化石仅保存在钙化壳中,柔软的部分(附属物,身体等)通常难以保存。然而,这些软件结构通常提供许多重要的古生物学信息,例如生殖行为。

近日,中国科学院南京地质古生物学研究所王鹤博士与研究员王波与德国和英国研究人员合作,首次报道了白垩纪缅甸琥珀中保存的软体中质蠕虫化石。

基于化石功能形态分析以及活体中胚层的形态学和生态学观察,研究小组发现,其中一种化石中生代从事有性繁殖,当雄性通过钩握抓住雌性并将一半的阴茎伸入雌性体内,交配时,雄性通过Zenks(精子泵)将巨型精子喂入雌性体内。Zenke的乐器很容易在活生生的个体中找到,因为他们发达的肌肉和穿刺。巨型精子储存在雌性囊中,然后精子通过受精过程开始活跃。

"这项研究是第一个在白垩纪中生代化石中发现中质体病巨型精子的研究,这些化石的长度至少是中生代蠕虫体长度的三分之一。王鹤对《中国科学日报》记者说。

化石研究表明,与现代中生代蠕虫(如夹持器、Zenkes等)有性繁殖相关的生殖器官至少在白垩纪中期形成,其形态特征在1亿年内没有改变,进一步表明中质蠕虫利用巨型精子进行有性繁殖的行为在1亿年前就已经存在, 为生殖行为的进化停滞提供了一个重要的例子。该研究还表明,这种含有巨大精子的复杂生殖行为增加了中质蠕虫交配的成功率,并促进了中生代后期非海相间质的辐射进化。

相关论文信息:

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