中科院团队的新发现!5亿多年前,“麒麟虾”化石揭开了节肢动物起源之谜。
地球上的生命经历了约40亿年的漫长进化史,直到5亿多年前的寒武纪时代,地球上才突然出现复杂多样的生命。这一里程碑式的重大生命演化事件被称为“寒武纪大爆发”。自达尔文以来,“寒武纪大爆发”一直是困扰科学界的一大科学谜团。达尔文在《物种起源》中特别提到,寒武纪复杂动物的突然出现是对进化论的巨大挑战。
65438年至0984年,中科院南京地质古生物研究所科学家在云南发现的“澄江动物群”,进一步凸显了“寒武纪大爆发”的突然性,将“达尔文之谜”推向高潮。因为澄江动物群化石的发现表明,包括脊椎动物在内的几乎所有现代动物纲都出现在5.2亿年前(图1)。根据达尔文进化论,为了解开寒武纪大爆发之谜,科学家需要找到动物起源的过渡祖先化石。
图1澄江动物群的生态恢复(杨定华图)
在澄江动物群中,节肢动物的多样性最高。黄介绍:“这些节肢动物是如何从它们的祖先类型进化成真正的节肢动物的?我们不知道,因为缺少一个桥梁,我们今天发现的‘麒麟虾’是猕猴桃虾和真正节肢动物之间的过渡类型。”
节肢动物是如何进化的?他们的祖先长什么样?这是生物进化中的一大难题,困扰了一代又一代科学家100多年。中国科学院南京地质古生物研究所研究员、寒武纪大爆发研究组组长朱说:“因为节肢动物是我们这个星球上最多样、最成功的生命,东西从哪里来,我们就必须找到一系列过渡性的进化类型。今天,我们发现这种‘麒麟虾’实际上填补了空白。”
图2麒麟虾化石(曾涵供图)
这次发现的“麒麟虾”长什么样?研究小组对“麒麟虾”化石进行了详细的比较解剖学研究,能够还原5亿多年前“麒麟虾”的形状。它是一种罕见的嵌合动物。中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员、论文第一作者曾涵说:“麒麟虾有20多节,每节都有一对用于游泳的桨状附肢和一对用于行走的腿和四肢。它的头像头盔,头前有五只眼睛,说明它应该有敏锐的视觉,一对长满像爪子一样的小刺的附肢从它的头下部伸出来,应该是。它有很多游泳的腿,这意味着它游得很快。它整合了真正节肢动物的身体、附肢和头壳,以及其他捕食性附肢,还有寒武纪怪物奥巴宾海蝎子的五只眼睛。”
研究团队基于多年积累的研究数据,结合“麒麟虾”独特的嵌合形态和进化生物学分析,论证了奇奇虾与节肢动物第一对附肢的同源性。结果表明,“麒麟虾”的进化位置介于Kiki虾和其他真节肢动物之间,位于真节肢动物的根部(图4)。
图3麒麟虾复原图(孙洁绘制)
图4麒麟虾揭示的节肢动物起源和早期进化新模式(曾涵制图)
曾涵说:“在我们提交的过程中,国际同行给予了非常积极的评价。他们说:‘这种完美且出人意料的过渡动物填补了节肢动物进化史上的一项知识空白’。它在节肢动物进化过程中设置了一个重要的过渡环节,涵盖了节肢动物的几个关键形态和创新起源,同时解决了早期节肢动物前附属物同源性的争议问题。”
“麒麟虾”代表了达尔文进化论预言的重要过渡化石。它在外来虾和真正节肢动物的进化之间搭建了一座桥梁,填补了节肢动物起源中关键缺失的一环,为生物进化理论增添了一个有力的化石证据。多年来,中科院南京地质古生物研究所研究员、澄江古生物研究站站长赵说:“因为我们只有把进化论讲好了,才能真正讲科学。因为你有进化论的思想,你会关心周围事物的变化,你会不断地分析我们周围所有的事物,动物,植物,一切,那么我们为什么要从事古生物学呢?这也是我们最大的科普目的和目标之一。”
中科院南京地质古生物研究所所长詹表示,中国云南澄江动物群的研究将继续深入。詹说:“我国在这方面有优势,研究院党组也非常重视这项工作。我们也有这样的实力。可以预计,我们将继续取得新的突破。”