中国科学家发现5亿年前具有“节肢”的虫子

2011-2-24 14:33 来源: 中国科学院
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  如今种类占据绝对优势的节肢动物是如何由软体的蠕虫演化而来呢?中国科学家的最新研究表明,他们发现的一种5亿多年前的叶足动物——“仙掌滇虫”可在海底行走,属于首次发现的具有“节肢”的虫子,从而有望揭开节肢动物的起源之谜。

  这一成果公布在2月24日出版的英国《自然》杂志上。以封面论文形式发表的《中国发现具有“节肢”的早寒武世叶足动物》,是由西北大学早期生命研究所青年教师刘建妮博士等人在早期动物起源演化研究上的又一突破性成果。

  著名古生物学家、西北大学教授舒德干说,具有“节肢”的虫子——“仙掌滇虫”尚未演化出头部,躯干也是柔软的,分节不明显,但其众多的“脚”已出现分节。它展示了软体虫子向硬体动物过渡的明显过程,可谓找到了节肢动物的直系始祖,从而首次揭示了“原口动物亚界”中最令学术界困惑的起源谜团,即节肢动物门的起源与早期演化难题。

  节肢动物门是现生动物中分异最大、属种数量最多的一个动物门:她所拥有的物种数比地球上其余30多个动物门的物种总和的4倍还要多。于是,这个在地球生态系统中扮演着极其重要角色的门类的起源,一直是众多进化生物学家最为关注的科学命题。

  节肢动物门主要包括昆虫类、蛛形类、甲壳类和已经绝灭了的三叶虫类。尽管其形态极其多样,但身体主要由头部、分节的躯干和分节的附肢三个基本单元构成。现在,生物学家和古生物学家已经取得共识,节肢动物门最初应该是由某一类无头、躯干不明显分节、附肢也不分节的称作“叶足动物”的古老蠕虫进化而来的。然而,学者们仍不清楚的是,到底是哪一类叶足动物首先迈出了通向节肢动物演化坦途的第一步?这“第一步”到底是先形成了头部,还是先着手躯干分节,或者先从附肢分节起步?人们都在期待远古化石能给出明确答案。

  6年前,刘建妮、舒德干等人发现了一种最先出现成对眼睛、因而开始头化,但其躯干和叶状附肢皆未分节的“神奇罗哩山虫”。尽管这一重要发现可能代表了节肢动物与叶足动物之间的某种中间类型,但它只不过是一个旁支,走进了演化的死胡同。于是,现代生物学家依据生命演化中常见的“先主体,后附件”的现象推测,叶足动物门向节肢动物门进化的顺序很可能是“先躯干节化,后附肢节化”。

  如今,本文报道的从云南澄江化石库中发现的叫做“仙掌滇虫”(因其外形酷似云南具刺的仙人掌而得名)的叶足动物化石颠覆了这一猜测,因为该奇特叶足动物虽然没有明确的头,其躯干也没有明显分节,然而其附肢的骨化分节却与节肢动物几无差异。无疑,这种能在远古海底行走的动物“仙人掌”,应该代表着由古老叶足动物向节肢动物过渡的一种关键的珍稀缺失环节。直白地说,它就是一种学界期待已久的曾经淹没在远古历史尘埃中节肢动物始祖。

  西北大学早期生命研究所所长舒德干教授告诉记者,这一发现提供了节肢动物始祖最初创新“节肢”的真实证据。节肢动物自从拥有了分节附肢,便恰如虎添翼,它们有的跑得更快了,有的跳得更高了,行动更灵巧了,有的甚至还学会将分节附肢改造成极为有效的捕食工具或性选择的得力帮手。从此,这类个头本不十分起眼的族群便在形形色色的生存斗争中获得了极大的优势,一直受到自然选择的偏爱,海陆空三军全面蓬勃发展,终于成为地球上无处不在的真正王者。