中科院团队新发现！五亿年前化石“麒麟虾”揭开节肢动物起源之谜
北京日报客户端2020-11-05 07:25
11月5日，中国科学院南京地质古生物研究所宣布发现了一种形似虾一样的动物化石——“麒麟虾”，该化石来自5亿多年前，身体兼具真节肢动物和节肢动物祖先类型的多种特征，是打开节肢动物起源之谜的过渡型物种，为生物进化论增添了实证。这项最新研究成果发表在英国《自然》杂志上。
麒麟虾复原图
地球上的生命经历了约40亿年的漫长演化历史，直到5亿多年前的寒武纪时代，复杂多样的生命才在地球上突然出现。这一里程碑式的重大生命演化事件，被称为“寒武纪大爆发”。从达尔文开始，寒武纪大爆发一直是困扰科学界的重大科学谜题。达尔文在《物种起源》里就特别提到，复杂动物在寒武纪突然出现是对进化论的巨大挑战。
1984年，由中国科学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”更加凸显了寒武纪大爆发的突发性，将“达尔文的困惑”推向顶点。澄江动物群中化石发现表明，包括脊椎动物在内，几乎所有现代动物门类在5.2亿年前都已经出现了。依据达尔文进化论，想要破解寒武纪大爆发之谜，科学家就需要找到动物门类起源的过渡型祖先化石。
澄江动物群中，多样性最高的是节肢动物。从寒武纪大爆发开始，节肢动物便是地球上最成功的动物之一，占据了当今动物界大约80%的物种多样性。然而，节肢动物是怎么演化而来的？它们的祖先长什么样？ 这是生物进化的一大难题，百余年来困扰着一代又一代的科学家。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎领导的寒武纪大爆发研究组，在澄江动物群中找到了解答“节肢动物起源之谜”的关键化石——“麒麟虾”。“在澄江生物群中，‘麒麟虾’的化石十分罕见，我们一共只找到了六块，其中最大的身长7厘米，最小的身长仅有1厘米左右。六块化石中，除了一块是博物馆的收藏，其余五块都是由研究人员在10余年间的野外化石采集工作中发现的。”该研究的第一作者、中国科学院南京地质古生物研究所博士曾晗说，“麒麟虾”的身体有20多节，每一节都分别具有一对游泳的桨状腿肢，它的头部像头盔，最前方有五只眼睛，从头部的下方伸出一对像爪子一样长满小刺的附肢，说明“麒麟虾”是一个捕食者。“‘麒麟虾’的身体具有明显的真节肢动物特征，包括硬化的表皮、愈合的头壳、多节的躯干和分节的腿肢等，这和真节肢动物中，以海口虾为代表的大附肢类真节肢动物最为接近。”
麒麟虾化石
“麒麟虾”的独特之处在于，它的头部又嵌合了节肢动物祖先类型的形态构造：五只眼睛与寒武纪怪物——“奥帕宾海蝎”特有的五只眼睛“神似”；一对掠食性的附肢，表明它和寒武纪巨型顶级捕食动物——“奇虾”有着千丝万缕的联系。因此，“麒麟虾”组合了真节肢动物和节肢动物祖先类型的身体特征，是一种罕见的嵌合动物。科研人员将这种奇特的化石称为寒武纪的“麒麟”，命名为“章氏麒麟虾”。
麒麟虾揭示的节肢动物起源和早期演化新模式 (曾晗制图)
研究团队对每一块“麒麟虾”化石进行了精细的比较解剖学研究，以多年积累的研究数据为基础，结合“麒麟虾”独特的嵌合形态和演化发育生物学分析，论证了原始节肢动物“奇虾”和真节肢动物第一对附肢的同源性。结果表明，“麒麟虾”的演化位置处于奇虾和其它真节肢动物之间，位于真节肢动物的根部。“‘麒麟虾’代表了达尔文进化论预言的重要过渡化石，它架起了从‘奇虾’演化到真节肢动物的中间桥梁，填补了节肢动物起源过程中关键的缺失环节，给生物进化论增添了一个强有力的化石证据。”
来源：北京日报客户端 | 记者 李祺瑶
编辑：徐慧瑶
流程编辑：郭丹
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