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云南省澄江市寒武纪化石,解开水母起源之谜

云南大学古生物学重点实验室侯先光教授疑难化石研究小组通过对澄江生物群难难化石"脚杯虫"的系统研究,证实这种底栖息的难化石是活水母的干群,并据此构建了水母基本体型的进化路径。这一发现证实了水母和刺猬起源于底栖祖先的事实,并解开了水母起源的奥秘。该研究于3月21日在线发表在Cell Publishing Group的子期刊The Current Biology上,并将于4月1日以封面文章发表。

云南省澄江市寒武纪化石,解开水母起源之谜

三穹和神奇足杯虫的比较:A,B是三穹顶的俯视图标本(模型标本)和解释图,C是三穹顶侧视图标本,D是奇妙杯虫侧视图标本。信息图片

据侯显光教授的团队介绍,水母是一类双胚动物,传统教科书中还有另一类双胚动物——刺猬(珊瑚、水母、海葵等)被称为蛀牙动物,认为它们是海绵动物和三叠纪动物(两侧对称)之间的过渡类型。但最近对分子系统的研究表明,水母可能是多细胞动物的基础群,这表明它们与刺猬共享的形态特征可能是趋同进化的结果。因此,水母门的起源和早期进化已成为研究多细胞动物早期进化的主要科学问题之一。澄江生物群(约520Ma)原产于云南东部,是专门埋藏在寒武纪早期的化石宝库,记录了生命寒武纪时期动物物种的早期辐射进化。

"足杯虫"是寒武纪特埋化石群中一种独特的化石,过去只报道有足杯虫属2种。云南省古生物学重点实验室博士生赵阳在导师丛培云的指导下,对澄江生物群中许多蛭虫的化石标本进行了系统研究,发现了一个新的属——三穹。在与布里斯托尔大学、伦敦自然历史博物馆、耶鲁大学等美国机构的合作过程中,赵阳、丛培云、侯先光、魏凡博士对寒武纪许多具有相似形态特征和体型构造的化石物种进行了进一步的综合研究, 并证实复合纤毛结构是这些化石群的共同特征,并且与活水母的板(纤维簇)起源相同。

利用贝叶斯法,团队系统分析了由93个组和278个形态特征构建的基质,结果支持"脚杯虫"等底栖凝固化石群是活水母的干群,表明早期水母的复合纤毛结构主要用于早期阶段的过滤。结合寒武纪早期至中期的所有水母化石群,研究小组首先提出了一个关于水母类型进化的新假说,即活浮游生物从早期的过滤类型通过身体不同结构的特化和降解进化而来。结果还表明,在寒武纪生命爆发期间,水母的多样性达到了很高的水平,固体水母和浮游生物水母在当地历史的同一时期生活在一起。

该研究由国家自然科学基金和云南省科学技术厅共同资助。云南大学云南省古生物学研究重点实验室博士生赵阳是第一作者,丛培云是研究员。

光明日报(2019年3月22日08月)

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