見過長5只眼睛的“蝦”嗎?
中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所科學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)一種5億多年前長相奇異的化石，化石上的“蝦”就長有5只眼睛，其身體還兼具巨型捕食動物奇蝦和節(jié)肢動物的多種特征，被譽(yù)為寒武紀(jì)的“麒麟”，命名為“章氏麒麟蝦”，它是揭開節(jié)肢動物起源之謎的過渡型物種。
11月5日，國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志刊發(fā)這一重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)。這是我國云南“澄江動物群”中又一最新發(fā)現(xiàn)，給生物進(jìn)化論增添了一個(gè)強(qiáng)有力的化石證據(jù)。
在地球這個(gè)充滿生機(jī)的星球上，生命經(jīng)歷了約40億年的漫長歷史。然而，直到5億多年前的寒武紀(jì)時(shí)代，復(fù)雜多樣的生命才在地球上突然出現(xiàn)。這一里程碑式的重大生命演化事件，被稱為“寒武紀(jì)大爆發(fā)”。從達(dá)爾文開始，“寒武紀(jì)大爆發(fā)”一直是困擾科學(xué)界的重大科學(xué)謎題。達(dá)爾文在他的《物種起源》里就特別提到，復(fù)雜動物在寒武紀(jì)突然出現(xiàn)是對進(jìn)化論的巨大挑戰(zhàn)。
1984年，由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所科學(xué)家在云南發(fā)現(xiàn)的“澄江動物群”更加凸顯了“寒武紀(jì)大爆發(fā)”的突發(fā)性，將“達(dá)爾文的困惑”推向頂峰。因?yàn)槌谓瓌游锶褐谢l(fā)現(xiàn)表明，包括脊椎動物在內(nèi)，幾乎所有現(xiàn)代動物門類在5.2億年前都已經(jīng)出現(xiàn)了。依據(jù)達(dá)爾文進(jìn)化論，想要破解寒武紀(jì)大爆發(fā)之謎，科學(xué)家就需要找到動物門類起源的過渡型祖先化石。
據(jù)論文通訊作者、中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員黃迪穎介紹，澄江動物群中，多樣性最高的是節(jié)肢動物。從寒武紀(jì)大爆發(fā)開始，節(jié)肢動物便是地球上最成功的動物之一。人們熟知的蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛就是節(jié)肢動物，都具有分節(jié)的身體和附肢。當(dāng)今地球個(gè)體數(shù)量最多的動物就是節(jié)肢動物，它們占據(jù)了動物界中大約80%的物種多樣性，在海、陸、空各種環(huán)境下都有它們的身影。
然而，節(jié)肢動物是怎么演化而來的，它們的祖先又長什么樣?這是生物進(jìn)化的一大難題，100多年來困擾著一代又一代的科學(xué)家。
近日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎領(lǐng)導(dǎo)的寒武紀(jì)大爆發(fā)研究組，在澄江動物群中找到了解答“節(jié)肢動物起源之謎”的關(guān)鍵化石——“章氏麒麟蝦”。
論文另一位通訊作者、中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員趙方臣說，澄江動物群中，奇蝦是體長可達(dá)兩米的頂級捕食動物，被認(rèn)為是節(jié)肢動物的祖先類型。但是，奇蝦和真節(jié)肢動物形態(tài)差異巨大，兩者之間存在著難以跨越的演化鴻溝。這一鴻溝成為探索“節(jié)肢動物起源之謎”的關(guān)鍵缺失環(huán)節(jié)。
此次發(fā)現(xiàn)的“章氏麒麟蝦”，身體具有明顯的真節(jié)肢動物特征，例如硬化的表皮、愈合的頭殼、多節(jié)的軀干和分節(jié)的腿肢。但是，它的頭部卻又嵌合了節(jié)肢動物祖先類型的形態(tài)構(gòu)造，包括寒武紀(jì)怪物——奧帕賓海蝎特有的5只眼睛，以及寒武紀(jì)巨型頂級捕食動物——奇蝦的掠食性附肢。研究人員認(rèn)為，“章氏麒麟蝦”組合了真節(jié)肢動物和節(jié)肢動物祖先類型的身體特征，是一種罕見的嵌合動物。
據(jù)論文第一作者、中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所助理研究員曾晗介紹，研究團(tuán)隊(duì)采用多種技術(shù)手段，對“章氏麒麟蝦”化石進(jìn)行了精細(xì)的比較解剖學(xué)研究。以多年積累的研究數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合“章氏麒麟蝦”獨(dú)特的嵌合形態(tài)和演化發(fā)育生物學(xué)分析，論證了奇蝦和真節(jié)肢動物第一對附肢的同源性。通過譜系發(fā)生重建，計(jì)算反演出早期節(jié)肢動物演化關(guān)系和附肢形態(tài)轉(zhuǎn)變的新模型。結(jié)果表明，“章氏麒麟蝦”的演化位置處于奇蝦和其它真節(jié)肢動物之間，位于真節(jié)肢動物的根部。
來自中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所的消息稱，“章氏麒麟蝦”代表了達(dá)爾文進(jìn)化論預(yù)言的重要過渡型物種，它架起了從奇蝦演化到真節(jié)肢動物的中間橋梁，填補(bǔ)了節(jié)肢動物起源過程中關(guān)鍵的缺失環(huán)節(jié)。(記者 邱晨輝)
