早期動(dòng)物演化的研究取得新進(jìn)展
?精美瓶狀海綿Vasispongia delicate 的復(fù)原示意圖（a）及對(duì)應(yīng)的海綿動(dòng)物演化譜系和可能的分類(lèi)位置（b）
● ● ●
長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所和美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)古生物學(xué)家團(tuán)結(jié)合作，在早期生命研究領(lǐng)域取得了一系列的重要成果。最近，他們?cè)趧?dòng)物的早期行為和早期海綿骨針的生物礦化方面又取得了新的進(jìn)展，兩項(xiàng)成果分別發(fā)表在Geology和Nature Communications上。
早期動(dòng)物的行為受氧氣控制
地球化學(xué)證據(jù)表明埃迪卡拉紀(jì)末期（551～539百萬(wàn)年前）海水經(jīng)歷了廣泛的缺氧和劇烈的氧化還原條件的變化，這一變化直接影響動(dòng)物的分布和行為。然而，通過(guò)化石反映這種變化的研究幾乎沒(méi)有。
近日，南京古生物所早期生命研究團(tuán)隊(duì)袁訓(xùn)來(lái)研究員、陳哲研究員、周傳明研究員與弗吉尼亞理工大學(xué)肖書(shū)海教授合作研究，在Geology雜志上發(fā)表了題目為“Surfing in and on microbial mats: Oxygen-related behavior of a terminal Ediacaran bilaterian animal” 文章，認(rèn)為早期動(dòng)物的行為受海水中氧氣含量的控制。
他們?cè)谌龒{地區(qū)埃迪卡拉系燈影組發(fā)現(xiàn)的遺跡化石新屬種Yichnus levis，由一系列不連續(xù)的紡錘形潛穴組成。通過(guò)分析，推測(cè)Yichnus levis代表了動(dòng)物不斷地鉆入和鉆出藻席層的行為，這一行為可能與當(dāng)時(shí)海洋底層藻席產(chǎn)氧有關(guān)。雖然埃迪卡拉紀(jì)大氣中氧含量已明顯增加，但氧含量水平存在著明顯的短期波動(dòng)。新發(fā)現(xiàn)的遺跡化石穿插在藻席層中，水體中與藻席層中氧含量的差異（現(xiàn)代藻席層中的日夜含氧量變化異常明顯）可能導(dǎo)致了該造跡動(dòng)物在藻席層和水體間進(jìn)行規(guī)律的反復(fù)運(yùn)動(dòng)。
?遺跡化石Yichnus levis化石及其切片
早期海綿骨針的生物礦化
海綿是地史上最早出現(xiàn)的動(dòng)物之一。硅質(zhì)或鈣質(zhì)骨針是古生物學(xué)家識(shí)別海綿化石的重要標(biāo)志之一，寒武紀(jì)至現(xiàn)今的大部分海綿具有礦化骨針，但是，海綿骨針是如何出現(xiàn)、何時(shí)出現(xiàn)一直存在爭(zhēng)議。
近日，南京古生物所早期生命研究團(tuán)隊(duì)萬(wàn)斌副研究員和袁訓(xùn)來(lái)研究員參與的一項(xiàng)中美國(guó)際合作項(xiàng)目取得重要進(jìn)展，在Nature Communications雜志上發(fā)表了題為“Spiculogenesis and biomineralization in early sponge animals”的文章，為認(rèn)識(shí)海綿骨針的早期演化提供了新的證據(jù)。
該文報(bào)道了一類(lèi)體型較小、以碳質(zhì)壓膜形式保存的海綿化石新屬種：精美瓶狀海綿Vasispongia delicata。化石產(chǎn)自安徽省休寧縣寒武紀(jì)早期的荷塘組黑色泥巖中。不同于常見(jiàn)的發(fā)育完全礦化骨針的海綿動(dòng)物，這類(lèi)海綿化石的特別之處在于其骨骼主要是由微礦化的硅質(zhì)骨針以及完全沒(méi)有礦化的有機(jī)質(zhì)骨骼組成。因此，它有可能代表了一類(lèi)處于完全沒(méi)有礦化骨針的海綿動(dòng)物和發(fā)育完全礦化骨針的海綿動(dòng)物之間的過(guò)渡類(lèi)型。這類(lèi)化石的發(fā)現(xiàn)印證了海綿骨針中有機(jī)大分子對(duì)生物礦化硅的形成起到了關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用；而最早的海綿動(dòng)物可能個(gè)體很小，并且沒(méi)有發(fā)育礦化古骨針，而是發(fā)育有機(jī)質(zhì)的骨骼。該發(fā)現(xiàn)為古生物學(xué)家今后尋找前寒武紀(jì)的海綿動(dòng)物化石提供了新的指導(dǎo)思路：或許那些在前寒武紀(jì)以碳質(zhì)壓膜形式保存的疑似海綿動(dòng)物的化石，值得被重新關(guān)注。
?以碳質(zhì)壓膜形式保存的海綿化石精美瓶狀海綿Vasispongia delicata（a）及其發(fā)育的主要為有機(jī)質(zhì)成分的微礦化骨針（包括保持精美的軸絲；b）
相關(guān)研究得到中國(guó)科學(xué)院科技先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)（B類(lèi)）、中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、現(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金、美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的聯(lián)合資助。
注：本文轉(zhuǎn)載自中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所。
