5億年前「深海冰淇淋」認祖歸宗

近日,中國科學院南京地質古生物研究所朱茂炎研究員課題組的孫海靜博士後和趙方臣研究員與英國杜倫大學Martin Smith 博士等人合作,對發現於我國寒武紀澄江生物群中一種具有肉莖結構的軟舌螺動物新物種——雲南肉莖螺開展了形態學和系統學研究,表明軟舌螺動物與腕足動物具有親緣關係。

5億年前“深海冰淇淋”認祖歸宗

軟舌螺動物是地球上出現最早的、具礦化外殼的兩側對稱動物代表,是古生代海洋中的常見類群,在寒武紀尤為繁盛。與諸多身形龐大、外表華麗的海洋物種相比,平均身長只有15 毫米的軟舌螺的外貌並不起眼,其錐狀的外殼包裹著軟體,形似迷你版的“冰淇淋甜筒”。趙方臣研究員告訴記者,它是海底很多動物的“糧食”,所以也被科學家開玩笑地稱為“寒武紀的大米”。因為其他動物糞便的化石當中時常能看到軟舌螺的殼。

由於缺乏軟體組織等解剖學信息,軟舌螺類在動物系統樹中的位置長期處於爭論和未定狀態。通常被認為屬於軟體動物門,或者一個與星蟲動物門有親緣關係的獨立動物門。近來,有學者發現大量保存觸手結構的軟舌螺類化石,提出軟舌螺動物與觸手冠類帚腕動物超門具有親緣關係,但其準確的分類位置仍尚無定論。

此次在距今5.18 億年前的澄江生物群中首次發現的雲南肉莖螺屬於直管螺類,通過始端肉莖狀結構營底棲固著和濾食的生活方式。孫海靜博士告訴記者,雲南肉莖螺的始端固著結構與腕足動物的肉莖特徵極為相似,且兩側對稱的口蓋和錐殼可與腕足動物背腹殼類比。這一新的發現為解決軟舌螺動物的系統關係提供了重要證據。

為進一步準確分析軟舌螺動物的系統分類位置,研究小組建立了涵蓋11 個相關動物類群的54 個屬種、225 個形態特徵的數據集,應用簡約法開展了生物譜系分析。結果顯示,軟舌螺動物為單系群,與腕足動物門相似,兩者均具有固著的肉莖結構、雙瓣殼身體構型、封閉的過濾腔及分化的絞合區等特徵。孫海靜表示,但因其缺少腕足動物的共源性狀,如幼體階段胎殼上的剛毛及固著結構、成體階段的低鉸合面(假鉸合面),以及鞍形捲曲的觸手冠等特徵,因而難以歸入腕足動物門,可能屬於腕足動物祖先類型(幹群)。

分析還表明,軟舌螺動物及腕足動物可能均由寒武紀早期出現的託莫特殼類演化而來,且肉莖結構為單系起源;而此前被賦予重要演化意義的殼壁細管狀結構及殼疹結構,在帚腕動物超門中則為多系起源。同時,該研究還顯示具肉莖的雲南肉莖螺屬於軟舌螺動物的原始類型,後期的軟舌螺類及其他直管螺類均失去了肉莖及盤狀胎殼特徵。


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