■本报驻陕记者 韩宏 通讯员 李琛
春雨过后,草地上常能看到从土壤中钻出来的湿漉漉的蚯蚓,这些蚯蚓为什么要从土壤中爬上来?一般认为,蚯蚓生活在疏松多孔的土壤中,它是通过湿润的体壁进行呼吸的,雨水使土壤中的氧气不足,因此不得不冒险爬上地表。难道蚯蚓和它的祖先不适应水中生活吗?人们并不知道,蚯蚓的远祖生活在海洋中,只是后来才进入淡水湖泊然后在土壤中生活的。蚯蚓隶属于环节动物寡毛类。分子生物学研究显示,多毛类是环节动物中最为原始的类型。人们一直好奇,它们最古老的祖先会是什么样子?能否找到相关的化石记录?
西北大学早期生命研究团队韩健研究员等人与英国剑桥大学合作,3月20日在英国《自然》旗下的《科学报道》杂志在线发表了重要科学发现——《中国发现寒武纪早期具骨片的多毛类》,指出在我国云南澄江生物群中发现的古扇虫,应该是目前已知多毛类化石中保存最为原始特征的环节动物,对于探索环节动物门起源具有独特意义。
韩健介绍,在地球上三个躯体分节的动物门类(脊索动物、节肢动物和环节动物门)中,环节动物是躯体分节较为简单、原始的门类。环节动物传统上主要包括体表刚毛众多的多毛类(如沙蚕)和刚毛稀少甚至完全退化的寡毛类(如蚯蚓),以及生活在淡水中令人恐惧的蛭类(如蚂蟥)三大类群。寡毛类/蛭类多生活在陆地或淡水,都是由管居的多毛类演化而来的。而更为原始的多毛类主要生活于海洋。现代海洋中的沙蚕具有束状刚毛和配合刚毛运动的足刺。
“陆地上的蚯蚓本来就是沙蚕演化来的,沙蚕跑到陆地上后把刚毛蜕掉,就变成了蚯蚓。实际上我们是找到了现代海洋里沙蚕的祖先,但知道沙蚕的人很少,为了通俗,我们说找到了蚯蚓的祖先。”韩健说。
尽管分子钟研究推测多毛类起源于6.35亿-5.41亿年前的埃迪卡拉纪,但由于它身体体壁缺乏坚硬骨骼,因此其化石记录常以其钙质栖管形式保留,而以软躯体形式保存动物完整形貌的化石产地屈指可数。目前已知最古老多毛类软躯体化石记录是寒武纪,其中以5.08亿年前的寒武纪中期加拿大布尔吉斯页岩生物群中的多毛类化石最为丰富。我国寒武纪早期5.19亿年前的澄江生物群和稍晚的关山生物群中也各自发现了一枚完整标本。该团队在云南澄江生物群中发现5枚标本,其中包括两个已知最古老多毛类新属种,包括古扇虫(Ipoliknus avitus)和中华隐刚毛虫(Adelochaeta sinensis)。它们最为显著的特征包括完整的分节躯干和疣足,以及从疣足伸出的成束刚毛。最奇特的是,古扇虫的躯干表面还具有分节排列的小刺以及小刺之下的两行骨片结构。而相似骨片结构则常见于原始软体动物门的体表,因此古扇虫应该是目前已知多毛类化石中保存最为原始特征的环节动物,而中华隐刚毛虫的疣足内部具有由外部刚毛衍生而来的体内足刺,因此很可能更接近多毛类的冠群。
澄江生物群是保存完整的寒武纪早期古生物化石群,处于寒武纪动物门类爆发式起源演化的极盛时期,再现了5.19亿年前海洋生命壮丽景观和现生动物的原始特征。韩健说,澄江生物群代表了寒武纪大爆发的全盛时期,在地球生命史上非常重要。
从1984年至今,西北大学研究团队在澄江生物群主要化石产地采集了至少10万枚不同动物门类的标本,但从2000年在昆明海口发现第一枚多毛类标本起19年来共发现5枚,其他研究团队也仅仅几枚,说明它在寒武纪早期海洋中极其稀有。与当时海洋中的软体动物、腕足动物、节肢动物以及脊椎动物相比,个体数量和属种数量都相当低。(本报西安3月31日专电)