皺囊蟲標本的掃描電鏡照片。（受訪者供圖）

皺囊蟲的復(fù)原圖（楊定華繪制）和系統(tǒng)位置圖

A前視、B左側(cè)視、C后視、D皺囊蟲為蛻皮動物全群。（受訪者供圖）

(相關(guān)資料圖)

2017年，研究人員在陜南西鄉(xiāng)縣張家溝剖面寒武系幸運階寬川鋪組的含磷灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)了皺囊蟲化石，其被認為是最早的后口動物，并由此提出后口動物可能有一個毫米大小的、生活在海底泥沙縫隙中的、有口無肛的祖先類型。

近期，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所（以下簡稱南京古生物所）聯(lián)合國內(nèi)外科研單位研究人員組成的一支研究團隊，通過對陜南約5.35億年前的微體化石皺囊蟲的深入研究，對其親緣關(guān)系和演化意義給予了全新解讀。相關(guān)研究成果8月17日在線發(fā)表于《自然》（Nature）。

這里的后口動物包括棘皮動物（海百合，海星，海膽等）、半索動物（腸鰓類和羽鰓類等）、頭索動物（文昌魚等）、尾索動物（海鞘等）和脊椎動物（魚、青蛙、鱷魚、恐龍、鳥、老虎、熊貓和人類等）。

論文通訊作者、南京古生物所研究員張華僑向《中國科學(xué)報》介紹，支持皺囊蟲為后口動物的關(guān)鍵特征是化石中的“鰓孔”結(jié)構(gòu)，被認為是后口動物的原始特征之一。

皺囊蟲是毫米大小的兩側(cè)對稱動物，具有囊形的身體和末端的開口，圍繞口發(fā)育了輻射狀皺褶，輻射對稱排列的具刺突起。

通過對更多的、保存更加完整的化石標本開展深入研究，張華僑等人發(fā)現(xiàn)皺囊蟲身體兩側(cè)對稱排列了具刺骨板，反口面有大量小刺，而曾被解釋為“鰓孔”的結(jié)構(gòu)，很可能是封閉的具刺骨板在化石化過程中磨損形成的孔狀結(jié)構(gòu)。

“皺囊蟲的一些關(guān)鍵特征，比如發(fā)育表皮又叫角質(zhì)層、上皮不具纖毛、末端的口和環(huán)口的輻射對稱排列的結(jié)構(gòu)，均表明它和蛻皮動物有更近的親緣關(guān)系。”張華僑指出，皺囊蟲更可能是蛻皮動物而不是后口動物。

蛻皮動物是原口動物的一個分支，它包括環(huán)神經(jīng)動物（鰓曳蟲，動吻蟲，蛔蟲，馬線蟲等）和泛節(jié)肢動物（天鵝絨蟲，水熊蟲，三葉蟲，蜘蛛，昆蟲，蜈蚣，蝦，蟹等）。

據(jù)了解，已知最早的蛻皮動物化石出現(xiàn)在寒武紀幸運期，但都是環(huán)神經(jīng)動物，皺囊蟲為已知最早的蛻皮動物增添了全新類型。

張華僑還指出，皺囊蟲在蛻皮動物內(nèi)部的系統(tǒng)位置尚未解決，它可能是環(huán)神經(jīng)動物的祖先類型、泛節(jié)肢動物的祖先類型或蛻皮動物的祖先類型。

另外，蛻皮動物一般具有“蠕形”體構(gòu)，它們的最晚共同祖先可能也是蠕形的。皺囊蟲的“囊形”體構(gòu)明顯有別于其它蛻皮動物的“蠕形”體構(gòu)，這表明“蠕形”并不是蛻皮動物唯一的體構(gòu)類型，蛻皮動物最晚共同祖先也可能并非蠕形。

“這項研究最大的難點在于如何尋找保存更加完美的化石標本。”張華僑告訴《中國科學(xué)報》，“我們在2012年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的化石了，但是因為保存狀態(tài)非常不好，不能深入研究，于是決定先尋找保存更好的化石，直到2020年，我們才繪制出皺囊蟲的復(fù)原圖。”

張華僑表示，蛻皮動物體構(gòu)的起源問題，仍有待于對寒武紀幸運期已知最早蛻皮動物的相互演化關(guān)系開展進一步研究。

相關(guān)論文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05107-z

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