7月10日，開(kāi)屏新聞?dòng)浾邚闹袊?guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，科研人員在研究來(lái)自昆明?？诘貐^(qū)的原始蝦化石時(shí)，揭示了節(jié)肢動(dòng)物附肢演化的獨(dú)特路徑。這一成果不僅刷新了人們對(duì)節(jié)肢動(dòng)物演化歷史的認(rèn)識(shí)，也為“多功能小手”從何而來(lái)提供了新線(xiàn)索。

節(jié)肢動(dòng)物是目前地球上最多樣化的動(dòng)物類(lèi)群，從昆蟲(chóng)、螃蟹到蝦兵蟹將，它們之所以能在億萬(wàn)年的演化中“打遍天下”，靠的就是身體兩側(cè)那些千變?nèi)f化的“附肢”——被稱(chēng)為“多功能工具”。其中，以頭部帶有“咬合力十足”的大顎為標(biāo)志的“有顎類(lèi)”，更是節(jié)肢動(dòng)物中的“王牌選手”。但問(wèn)題是，這個(gè)“大顎”最早是怎么來(lái)的？這些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能各異的附肢又是如何演化出來(lái)的？這一直是古生物學(xué)界的一大謎題。

近日，該所博士研究生劉瑤，在研究員趙方臣和副研究員曾晗的指導(dǎo)下，對(duì)澄江動(dòng)物群中一種名為“原始蝦”的寒武紀(jì)節(jié)肢動(dòng)物進(jìn)行了深入研究，為解開(kāi)這些疑團(tuán)提供了關(guān)鍵證據(jù)。

原始蝦生活在約5.18億年前，是已知體型最小的節(jié)肢動(dòng)物之一，最大體長(zhǎng)不足6毫米。研究團(tuán)隊(duì)從昆明市海口的馬房村、尖山村、耳材村和安寧的山口村等地，共采集到835件化石標(biāo)本，并對(duì)其中252個(gè)個(gè)體進(jìn)行了細(xì)致測(cè)量。

通過(guò)掃描電鏡、X射線(xiàn)熒光和顯微CT等技術(shù)手段，科學(xué)家們成功還原出原始蝦的身體結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示，它不僅擁有類(lèi)似現(xiàn)代甲殼類(lèi)動(dòng)物的“上唇—口板”結(jié)構(gòu)，其附肢的形態(tài)和排列也極具特色，堪稱(chēng)寒武紀(jì)時(shí)期的“多功能工具包”。

特別是原始蝦前三對(duì)附肢的分布方式，與今天甲殼類(lèi)幼蟲(chóng)極為相似，暗示節(jié)肢動(dòng)物的“頭部工具系統(tǒng)”在早期就已雛形初現(xiàn)。更令人驚喜的是，研究還清晰揭示了它的咽腔、食道和J形彎曲的腸道結(jié)構(gòu)，為認(rèn)識(shí)其生活方式提供了珍貴線(xiàn)索。

在進(jìn)一步的系統(tǒng)發(fā)育分析中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，原始蝦與馬爾蟲(chóng)類(lèi)等構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的“親緣圈”，雖然尚未真正歸入現(xiàn)代有顎類(lèi)，但已是“干群成員”——可以理解為還沒(méi)正式進(jìn)“家族群”的近親。

此外，團(tuán)隊(duì)還將寒武紀(jì)至泥盆紀(jì)的不同時(shí)期相關(guān)節(jié)肢動(dòng)物化石進(jìn)行了對(duì)比，并首次使用“布里淵指數(shù)”量化它們的附肢體區(qū)分化程度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，附肢的形態(tài)類(lèi)型和分工在逐步增多，說(shuō)明節(jié)肢動(dòng)物的“工具箱”在不斷升級(jí)。這也意味著，不同演化支系可以各自獨(dú)立發(fā)展出復(fù)雜的附肢功能，換句話(huà)說(shuō)，“多功能小手”的進(jìn)化劇本并非只有一個(gè)版本。

開(kāi)屏新聞?dòng)浾?楊質(zhì)高 實(shí)習(xí)生 李思妤

一審 何曉宇

責(zé)任編輯 何丹

責(zé)任校對(duì) 易科彥

主編 林舒佳

終審 編委 李榮

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