在生物譜系上，所謂“冠群”（crown group），即所有現(xiàn)生類(lèi)群成員的最近共同祖先及其后裔）。與之相對(duì)的則是“干群”，即在冠群之外，但又與該冠群有更密切譜系關(guān)系，且已絕滅的生物類(lèi)群。

寒武紀(jì)澄江擬管蟲(chóng)的模擬復(fù)原圖。

該研究同時(shí)表明，有些現(xiàn)生動(dòng)物門(mén)類(lèi)的大多數(shù)類(lèi)型，如環(huán)節(jié)動(dòng)物可能并不在特異型化石（指化石保存狀況好，一般生物的器官構(gòu)造和軟組織都能保存）保存的環(huán)境中繁盛或生活。因此，特異型化石庫(kù)并不能完全揭示地球生命演化的歷史過(guò)程，尚需其他環(huán)境化石的約束和補(bǔ)充，這為進(jìn)一步探索現(xiàn)生動(dòng)物類(lèi)群的化石空白提供新的思路和啟示。

相關(guān)研究成果倫敦時(shí)間2月1日正式發(fā)表于《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊B》。

據(jù)介紹，地球生命有38億年的歷史。長(zhǎng)期研究認(rèn)為，寒武紀(jì)生物大爆發(fā)誕生了地球動(dòng)物樹(shù)的基本框架，衍生了現(xiàn)代動(dòng)物門(mén)類(lèi)的根，4.8億年之后的奧陶紀(jì)各門(mén)類(lèi)的綱、目、科、屬、種不同動(dòng)物類(lèi)群才大量出現(xiàn)，導(dǎo)致地球動(dòng)物樹(shù)才開(kāi)始枝繁葉茂。目前地球上的動(dòng)物大概有38個(gè)動(dòng)物門(mén)類(lèi)。

這其中，環(huán)節(jié)動(dòng)物作為現(xiàn)代重要的動(dòng)物門(mén)類(lèi)，在海洋和陸地上都十分常見(jiàn)，主要以大家熟知的蚯蚓、沙蠶和螞蟥最為常見(jiàn)。之前有研究認(rèn)為，環(huán)節(jié)動(dòng)物已出現(xiàn)在寒武紀(jì)早期，主要隸屬環(huán)節(jié)動(dòng)物干群或者古環(huán)節(jié)動(dòng)物亞門(mén)。據(jù)最新的研究，環(huán)節(jié)動(dòng)物門(mén)存在或起源于隱居綱祖先，現(xiàn)代的扇毛蟲(chóng)（俗稱(chēng)籠頭蟲(chóng)）就屬于這個(gè)類(lèi)群，但缺乏早期化石記錄。

澄江擬管蟲(chóng)于1997年被發(fā)現(xiàn)于我國(guó)云南澄江化石庫(kù)。由于其身體前部有成圈的刺狀結(jié)構(gòu)，澄江擬管蟲(chóng)被認(rèn)為是最早的帚蟲(chóng)動(dòng)物，但一直缺乏系統(tǒng)描述和研究。

基于西北大學(xué)早期生命研究所長(zhǎng)期積累的15枚標(biāo)本，張志飛團(tuán)隊(duì)對(duì)澄江擬管蟲(chóng)化石進(jìn)行了重新研究。研究發(fā)現(xiàn)，該動(dòng)物呈蠕蟲(chóng)型，包括圓柱形的軀干和可伸縮的前區(qū)（即吻部）。吻的基部周?chē)L(zhǎng)有束狀長(zhǎng)刺，繞軀干前部周?chē)h(huán)狀分布。吻部可收縮和膨脹。膨脹時(shí)表面具有明顯的瘤突，收縮后瘤突通常并不可見(jiàn)

軀干表面瘤突比吻部表面的瘤刺或者鉤狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈，凸起較大。軀體表面的瘤突總體呈現(xiàn)三角錐狀，頂部迅速變細(xì)，或直或彎曲。身體內(nèi)中空，有體腔，體腔內(nèi)有消化道，消化道前邊形成一個(gè)漏斗形或鱗球形的前腸區(qū)（咽腔），咽部之下為腸道，腸道向下，部分膨大，向后變細(xì)，肛門(mén)位于蠕蟲(chóng)身體的后末端，兩側(cè)發(fā)育線狀的腺體。

澄江擬管蟲(chóng)的軀干、束狀刺、翻吻及鰓征的復(fù)原圖。

澄江擬管蟲(chóng)因?yàn)樯眢w前邊發(fā)育成圈的刺而被解釋為最早的帚蟲(chóng)，新的研究發(fā)現(xiàn)這些刺與帚蟲(chóng)的觸手不同，是束狀和櫛狀分布的，可以伸縮和內(nèi)卷到身體前端，身體前端發(fā)育伸縮的吻部，吻部上長(zhǎng)有成對(duì)的瓣鰓用于取食，這些與現(xiàn)代的扇毛蟲(chóng)類(lèi)具有最大的相似性，張志飛說(shuō)。

他告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，現(xiàn)代的扇毛蟲(chóng)在海底表面沉積取食，其腸道分布與澄江擬管蟲(chóng)的腸道形態(tài)也比較一致。

除了化石形態(tài)上對(duì)比，該研究還整合了現(xiàn)代環(huán)節(jié)動(dòng)物的形態(tài)和分子數(shù)據(jù)進(jìn)行支序分析，結(jié)合貝葉斯分析、最大使然法和簡(jiǎn)約法多種方法進(jìn)行分析，雖然不同分析方法產(chǎn)生的結(jié)果并不完全相同，但所有分析都高度支持澄江擬管蟲(chóng)+扇毛蟲(chóng)分支，表明該化石代表地球已知最早的扇毛蟲(chóng)（俗稱(chēng)籠頭蟲(chóng)）。

“扇毛蟲(chóng)類(lèi)的分析結(jié)果表明，澄江擬管蟲(chóng)屬于高度演化的冠群環(huán)節(jié)動(dòng)物，隸屬于隱居型的絲鰓蟲(chóng)中的扇毛蟲(chóng)。”張志飛表示，因?yàn)樯让x(chóng)系統(tǒng)位置較高，其它譜系類(lèi)群在它們出現(xiàn)前應(yīng)該已經(jīng)發(fā)生輻射，據(jù)此推測(cè)環(huán)節(jié)動(dòng)物的諸多類(lèi)群在澄江動(dòng)物時(shí)期已經(jīng)高度多樣化。

澄江擬管蟲(chóng)的軀干和翻吻特征。

張志飛表示，如果推測(cè)冠群環(huán)節(jié)動(dòng)物在寒武紀(jì)多樣性已經(jīng)很高，但其化石卻十分稀少，這似乎存在很大矛盾。究其原因，一種可能是冠群環(huán)節(jié)動(dòng)物生活的環(huán)境并不適宜特異型化石保存。如果這樣，說(shuō)明寒武紀(jì)特異型化石庫(kù)保存的化石類(lèi)型并不能完全代表寒武紀(jì)全部的生命群落面貌。

此外，澄江擬管蟲(chóng)的研究將環(huán)節(jié)動(dòng)物的輻射從分子生物學(xué)研究推測(cè)的奧陶紀(jì)，前推到地球顯生宙的起始——寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期，表明環(huán)節(jié)動(dòng)物冠輪類(lèi)原口動(dòng)物在寒武紀(jì)第三階之前已經(jīng)大量出現(xiàn)，該研究首次將更環(huán)節(jié)動(dòng)物亞門(mén)的祖先前推至寒武紀(jì)早期。該研究和發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步支持了中國(guó)科學(xué)院院士舒德干提出的地球動(dòng)物樹(shù)三幕式成型新假說(shuō)，即地球動(dòng)物三大亞界、四大超門(mén)在5.6-5.2億年的前寒武紀(jì)-寒武紀(jì)界限附近以基礎(chǔ)動(dòng)物、原口動(dòng)物和后口動(dòng)物三幕式依次出現(xiàn)的過(guò)程，顯現(xiàn)了寒武紀(jì)大爆發(fā)的突發(fā)性和階段性的特點(diǎn)。

原文鏈接：https://rmtzx.sciencenet.cn/mixmedia/a/202302/02/WS63db21dce4b097e3879a4bce.html