由長安大學(xué)劉云煥教授領(lǐng)銜的科研團隊、中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、美國弗吉尼亞理工大學(xué)、英國布里斯托爾大學(xué)、山東科技大學(xué)、德國柏林自由大學(xué)、地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所、自然資源部第一海洋研究所和瑞士光源等5個國家、9家單位科學(xué)家組成的國際聯(lián)合研究團隊對陜南寒武系幸運階（約5.35億年前）的微體化石皺囊蟲（Saccorhytus）進行了深入研究。該研究論文于2022年8月17日在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上在線發(fā)表Article長文，題為《皺囊蟲（Saccorhytus)是一種早期的蛻皮動物，而不是最早的后口動物》（《Saccorhytus is an early ecdysozoan and not the earliest deuterostome》 ）。中科院南京古生物研究所張華僑研究員為第一通訊作者、長安大學(xué)劉云煥教授為論文第一作者，長安大學(xué)為第一作者單位。這是長安大學(xué)建校以來第一篇在國際頂級期刊NATURE上首次發(fā)表的長文article，實現(xiàn)了零的突破。

 

（點擊圖片進入頁面）

國際聯(lián)合研究團隊對陜南寒武系幸運階（約5.35億年前）的微體化石皺囊蟲（Saccorhytus）進行了深入研究。團隊認為，皺囊蟲并非原來厘定的后口動物，而更可能是蛻皮動物。

 

皺囊蟲的復(fù)原圖和系統(tǒng)位置圖。A，前視；B，左側(cè)視；C，后視；D，皺囊蟲為蛻皮動物

 

2017年，皺囊蟲化石被發(fā)現(xiàn)于陜南西鄉(xiāng)縣張家溝剖面寒武系幸運階寬川鋪組張家溝化石庫的含磷灰?guī)r中。研究表明，皺囊蟲是毫米大小的兩側(cè)對稱動物，具有囊形的身體，末端有口，圍繞口發(fā)育了輻射狀皺褶、輻射對稱排列的具刺突起和兩側(cè)對稱排列的具刺骨板，反口面有大量小刺，沒有肛門。它曾被解釋為最早的后口動物，支持這一觀點的關(guān)鍵特征是皺囊蟲具有“鰓孔”（pharyngeal openings）。

 

而該團隊通過研究發(fā)現(xiàn)，皺囊蟲沒有鰓孔，原有研究中的“鰓孔”其實是封閉的具刺骨板在埋藏過程中磨損形成的孔狀結(jié)構(gòu)。同時，它的一些關(guān)鍵特征如發(fā)育表皮（cuticle）、上皮不具纖毛（non-ciliated epidermis）、末端的口（terminal mouth）和環(huán)口的輻射對稱排列結(jié)構(gòu)（radially arranged circumoral structures）等，都表明它和蛻皮動物有更近的親緣關(guān)系。由此，研究團隊認為，皺囊蟲更可能是蛻皮動物，而不是后口動物。

  

部分皺囊蟲標本的掃描電鏡照片

 

蛻皮動物包括環(huán)神經(jīng)動物（鰓曳蟲，蛔蟲，馬線蟲等）和泛節(jié)肢動物（天鵝絨蟲，水熊蟲，三葉蟲，蜘蛛，昆蟲，蜈蚣，蝦，蟹等）。已知最早的蛻皮動物化石出現(xiàn)在寒武系幸運階，但都是環(huán)神經(jīng)動物，皺囊蟲為已知最早的蛻皮動物增添了全新的類型。皺囊蟲在蛻皮動物內(nèi)部的系統(tǒng)位置尚未解決，它可能是環(huán)神經(jīng)動物的祖先類型、泛節(jié)肢動物的祖先類型或蛻皮動物的祖先類型。

根據(jù)原有研究，蛻皮動物一般具有“蠕形”體構(gòu)，它們的最晚共同祖先可能也是蠕形的。而皺囊蟲的“囊形”體構(gòu)明顯有別于其它蛻皮動物的“蠕形”體構(gòu)，這表明“蠕形”并不是蛻皮動物唯一的體構(gòu)類型，環(huán)神經(jīng)動物、泛節(jié)肢動物或蛻皮動物的祖先類型也可能并非蠕形。

關(guān)于蛻皮動物的體構(gòu)的起源，仍有待于對寒武紀幸運期已知最早的蛻皮動物的相互演化關(guān)系的進一步研究。

論文信息：Yunhuan Liu, Emily Carlisle, Huaqiao Zhang, Ben Yang, Michael Steiner, Tiequan Shao, Baichuan Duan, Federica Marone, Shuhai Xiao, Philip C. J. Donoghue, 2022. Saccorhytus is an early ecdysozoan and not the earliest deuterostome. Nature, doi: 10.1038/s41586-022-05107-z

 

原文鏈接

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05107-z