中新社南京7月8日電 (記者 楊顏慈)據(jù)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所8日消息，中國(guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，5.18億年前的寒武紀(jì)澄江動(dòng)物群產(chǎn)出的云南蟲，其咽弓具有脊椎動(dòng)物獨(dú)有的細(xì)胞軟骨結(jié)構(gòu)，確認(rèn)了云南蟲是迄今為止發(fā)現(xiàn)的脊椎動(dòng)物的最原始類群。該發(fā)現(xiàn)對(duì)揭秘包括人類在內(nèi)的脊椎動(dòng)物的起源，具有重大意義。
該成果由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎研究員領(lǐng)導(dǎo)的“地球-生命系統(tǒng)早期演化”研究團(tuán)隊(duì)和南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院姜寶玉教授課題組密切合作完成，并于2022年7月8日發(fā)表在知名的《科學(xué)》(Science)期刊上。
在生命演化歷程中，人類所屬譜系——脊椎動(dòng)物的演化是最為壯麗的篇章之一。有關(guān)脊椎動(dòng)物起源的問題始終是最吸引人的科學(xué)熱點(diǎn)。
距今約5.05億年的加拿大布爾吉斯頁(yè)巖動(dòng)物群和距今約5.18億年的中國(guó)云南澄江動(dòng)物群均產(chǎn)有豐富的、保存精美的、以軟軀體結(jié)構(gòu)為特征的動(dòng)物化石。這些化石是迄今為止世界上最古老的脊索動(dòng)物，為揭開脊椎動(dòng)物起源和早期演化之謎提供了珍貴材料。
科研人員認(rèn)為，云南蟲分類位置存在的爭(zhēng)議影響了這類關(guān)鍵化石對(duì)脊椎動(dòng)物起源的約束作用。針對(duì)云南蟲分類位置之謎，本次研究團(tuán)隊(duì)利用三維X射線斷層掃描顯微鏡、拉曼光譜等多種現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段，希望從微觀解剖學(xué)結(jié)構(gòu)著手去破解這一謎題。
該成果通訊作者、中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員趙方臣介紹，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)云南澄江海口地區(qū)產(chǎn)出的127塊云南蟲標(biāo)本的鰓弓結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，首次在云南蟲咽弓上發(fā)現(xiàn)了微納尺度三維保存的疊盤狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)和蛋白微原纖維構(gòu)造。疊盤狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)是軟骨細(xì)胞獨(dú)特的排列方式，而蛋白微原纖維是脊椎動(dòng)物軟骨常見的細(xì)胞間基質(zhì)的纖維結(jié)構(gòu)。
“這兩個(gè)特征證明，云南蟲具有脊椎動(dòng)物獨(dú)有的、由細(xì)胞軟骨構(gòu)成的咽弓，表明云南蟲屬于原始脊椎動(dòng)物。”趙方臣說。
為進(jìn)一步確定云南蟲的具體演化位置，研究團(tuán)隊(duì)整合了最新的、包括后口動(dòng)物和早期脊椎動(dòng)物化石在內(nèi)的性狀矩陣，并增加云南蟲新觀察到的性狀特征信息，采用貝葉斯算法進(jìn)行重建計(jì)算。分析結(jié)果證實(shí)云南蟲處于脊椎動(dòng)物譜系的最基干位置，介于尾索動(dòng)物和其他脊椎動(dòng)物(包括現(xiàn)生和化石物種)之間。
由此可見，作為現(xiàn)生脊椎動(dòng)物最古老的近親，云南蟲為揭示脊椎動(dòng)物的起源和早期演化提供了關(guān)鍵證據(jù)，對(duì)脊椎動(dòng)物頜和其他關(guān)鍵特征演化的探索均將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
該成果得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)、國(guó)家自然科學(xué)基金委、現(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等基金的大力支持。(完)