我国发现地球已知最早苔藓虫化石

北京时间10月27日晚,《自然》杂志以长文形式刊发了西北大学早期生命研究团队张志飞教授指导的博士生张志亮等人的最新研究成果——《化石证据揭示苔藓动物门的寒武纪起源》,宣告在陕南镇巴县发现了地球上已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石。

张志亮是论文第一作者,西北大学为第一完成和通讯单位。这是由舒德干院士领衔的西北大学早期生命与环境创新研究团队自1996年以来在《自然》《科学》上发表的第15篇论文。

我国发现地球已知最早苔藓虫化石

该研究进一步支持了舒德干团队提出的“三幕式寒武纪大爆发”假说,完善了寒武纪地球动物树历时4000万年的构建过程,有效地衔接了由三大动物亚界(基础动物、原口动物和后口动物)爆发性、分阶段出现的化石证据链。

寒武纪大爆发是地球上已知最为宏伟的两侧对称动物的生命爆发事件。在距今5.4亿~5.18亿年前,海洋中突然爆发性地出现了包括脊椎动物在内的几乎所有现代动物的早期祖先代表。但是苔藓动物门一直缺乏确凿的寒武纪化石记录,因此被认为是奥陶纪大辐射的产物。

西北大学研究团队在陕南镇巴县小洋坝剖面灯影组西蒿坪段的生物碎屑灰岩中,通过酸蚀处理实验,发现了毫米级的微体化石。经研究团队前期研究,联合澳大利亚麦考瑞大学教授、西北大学兼职教授Glenn Brock,并与中国科学院南京地质古生物研究所、英国自然历史博物馆、瑞典自然历史博物馆等中外学者合作,研究团队认为,这些微体化石是地球上最早的苔藓动物化石,揭示了这一门类的寒武纪起源。经过52个特征、18个类群和2个外群的贝叶斯和最大简约法分支系统学分析,表明寒武纪的苔藓虫化石Protomelission为苔藓动物的基干类群,代表最原始的祖先类型。这一发现,将苔藓动物的起源向前推进了至少5000万年。

此外,通过扫描电镜(SEM和BSEM)、X射线断层扫描(μ-CT)分析,研究团队认为苔藓虫群体的多层次的可塑性和复杂性的模块化构建起源于5.3亿年前,阐明了寒武纪大爆发期间重要的生态创新。

苔藓虫个体微小,体表为钙质或几丁质虫室,属于典型的包壳造礁动物,通常生活在其他壳体动物或者硬底质海洋表面。该化石在陕南泥质灰岩中的发现,表明了寒武纪苔藓动物与后期属种相似,适宜在清澈的硬底质环境中生活。这揭示了泥页岩化石库中缺乏苔藓动物化石的原因。该类化石的研究对理解地球宜居性演变以及底栖(草根)动物如何改造地球、适应地球的过程有重要意义。

舒德干表示:“在5.3亿年前地层中发现苔藓动物门的源头,再次完美地支持我们提出的‘三幕式寒武纪大爆发’假说的正确性,或者说它进一步证实了这个假说具有可靠的科学预言性。”

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