Categories
科技報導

中國科學家發現了奇特的寒武紀蝦形化石



節肢動物是如何進化的? 他們的祖先長什麼樣? 中國科學家可能會解決這個古老的生物進化難題。 最近,中國科學院南京地質與古生物研究所的科研團隊在世界上首次發現了超過5億年前的蝦形化石:它的外形奇特,五隻眼睛,巨型海洋捕食者奇怪的蝦的掠食性附屬物。 也有節肢動物的硬化表皮,例如蚊子,蝦和蟹,癒合的頭殼,多節的軀乾和分段的腿。

記者:陳磊

因為它的身體嵌入了各種動物的形態特徵,就像中國傳統神話中的吉祥獸獨角獸一樣,所以被稱為“張氏獨角獸蝦”。

中國科學家發現了奇特的寒武紀蝦形化石 1

麒麟蝦化石圖片由曾漢提供

麒麟蝦化石圖片由曾漢提供

中國科學家在寒武紀地層中發現的獨角獸蝦化石填補了節肢動物起源中的關鍵缺失環節,並將解決生物進化中節肢動物起源百年之謎。 北京時間11月5日,《自然》雜誌發表了這一最新研究結果。

“這是我們對澄江動物群研究的另一個重大發現。獨角獸蝦代表了達爾文進化論所預測的重要過渡物種。它為從奇異蝦到真正節肢動物的進化搭建了中間橋樑,指向生物進化理論。有力的化石證據。” 發表該論文的寒武紀爆發研究組負責人朱茂炎說。

麒麟蝦化石,科技日報記者陳磊攝

麒麟蝦化石,科技日報記者陳磊攝

寒武紀爆炸的科學難題

地球上的生命已經經歷了大約40億年的悠久歷史。 為什麼直到五億年前的寒武紀之前,地球上突然出現了複雜多樣的生活? 自達爾文以來,“寒武紀大爆炸”這一重大的生命進化事件一直是困擾科學界的重大科學謎團。 達爾文在《物種起源》中特別提到,寒武紀複雜動物的突然出現對進化論提出了巨大挑戰。

“ 1984年,我們雲南研究院的科學家發現的澄江動物群進一步突顯了“寒武紀大爆炸”的突然發生,並將“達爾文的混亂”推向了最高峰。” 該論文的通訊作者黃迪穎解釋說。 據說,因為澄江動物區系的化石發現表明,包括脊椎動物在內,幾乎所有現代動物門都出現在5.2億年前。 根據達爾文的進化論,為了解決“寒武紀爆炸”的奧秘,科學家需要找到起源於始祖鳥等動物物種的過渡祖先化石。 ”

澄江動物區系的生態修復楊鼎華攝

澄江動物區系的生態修復楊鼎華攝

填寫節肢動物起源中的缺失鍊接

在澄江動物區系中,節肢動物種類最多。

“自“寒武紀大爆炸”以來,節肢動物一直是地球上最成功的動物之一,也是當今地球上數量最多的動物。” 根據該論文的第一作者曾漢博士的說法,“節肢動物具有表皮。硬化,身體分割,附肢分割和其他特徵,它們佔據了動物界約80%的物種多樣性,征服了’海洋,陸地和空氣”。我們知道的蝴蝶,螃蟹,cent和蜘蛛都是節肢動物。”

但是節肢動物的起源一直是個謎,困擾了幾代科學家。 “寒武紀節肢動物之間的進化關係尚無定論。” 曾漢說。

“在澄江動物區系中,奇蝦是寒武紀的主要食肉動物,體長可達兩米,被認為是節肢動物的祖先類型。但是,奇蝦之間的形態差異很大和真正的節肢動物。這種發展鴻溝很難彌合。這種鴻溝已成為探索“節肢動物起源之謎”的關鍵缺失環節。” 該論文的通訊作者,澄江古生物學研究所所長趙方臣說。

中國科學家發現了奇特的寒武紀蝦形化石 2

麒麟蝦,嵌合體與各種動物形式

據曾漢介紹,研究小組在澄江動物群中發現了6種稀有蝦形化石,最大的是7厘米,最小的只有1厘米。 研究人員使用各種技術方法對化石進行了詳細的比較解剖學研究,並在5億年前恢復了其形狀。

這種動物身體具有明顯的真正的節肢動物特徵,例如硬化的表皮,癒合的頭殼,多節軀乾和分段的腿。 然而,它的頭部嵌入了節肢動物祖先類型的形態結構,包括寒武紀巨獸“ Opabin Sea Scorpion”的五隻獨特的眼睛和奇怪的蝦的掠食性附屬物。 因此,它結合了真正的節肢動物和節肢動物祖先類型的身體特徵,是一種罕見的“四異”嵌合動物。 這就像獨角獸,因此得名。

獨角獸蝦修復圖。黃帝穎提供

獨角獸蝦修復圖。黃帝英提供

但是,為了確定獨角獸蝦在進化過程中的位置,必須進行科學的數據分析和計算。 曾漢介紹,根據多年積累的研究數據,結合獨角獸蝦獨特的嵌合形態和進化發育生物學分析,證明了奇蝦和真節肢動物之間第一對附屬物的同源性。 通過譜系的重建,計算出了一種逆轉早期節肢動物的進化關係和附屬物轉換的新模型。 結果表明,獨角獸蝦的進化位置在奇蝦與其他真節肢動物之間,位於真節肢動物的根部。

獨角獸蝦揭示了節肢動物起源和早期進化的新模式

獨角獸蝦揭示了節肢動物起源和早期進化的新模式

節肢動物進化的空白被填補了。 該研究論文的審稿人認為“這種完美而出乎意料的過渡性動物填補了節肢動物進化史上的知識空白”。