近日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、自然資源部第一海洋研究所和國外科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)，通過對(duì)陜南約5.35億年前磷酸鹽化特異保存化石的研究，發(fā)現(xiàn)其中一種類似“五環(huán)”的結(jié)構(gòu)可能是環(huán)神經(jīng)動(dòng)物的翻吻部位肌肉組織，為環(huán)神經(jīng)動(dòng)物肌肉系統(tǒng)演化的研究提供了重要信息。該研究成果11日在線發(fā)表于國際期刊《英國皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B–生物科學(xué)》。

肌肉系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)在動(dòng)物的定向快速運(yùn)動(dòng)中起著重要作用。蛻皮動(dòng)物包括泛節(jié)肢動(dòng)物和環(huán)神經(jīng)動(dòng)物，分子生物學(xué)研究表明，蛻皮動(dòng)物可能在距今約6.35億~5.39億年前的埃迪卡拉紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)，但蛻皮動(dòng)物實(shí)體化石首次出現(xiàn)在約5.35億年前的寒武紀(jì)幸運(yùn)期早期。這些化石僅保存了表皮相關(guān)結(jié)構(gòu)，而肌肉、神經(jīng)等內(nèi)部軟組織卻從未有過報(bào)道，這限制了對(duì)該時(shí)期蛻皮動(dòng)物內(nèi)部軟軀體的功能形態(tài)學(xué)和演化意義的認(rèn)識(shí)。

肌肉、神經(jīng)等軟組織保存成的軟軀體化石具有稀缺性和重要性。本次研究一共報(bào)道了3枚標(biāo)本，其中1枚呈現(xiàn)“五環(huán)”狀結(jié)構(gòu)，從頂?shù)降子?個(gè)直徑逐漸增大的環(huán)組成。研究認(rèn)為，本次研究的標(biāo)本與環(huán)神經(jīng)動(dòng)物大類中的鰓曳動(dòng)物翻吻內(nèi)部的肌肉系統(tǒng)有較好的可比性。應(yīng)用鰓曳動(dòng)物作為對(duì)比模型，標(biāo)本可對(duì)比于翻吻內(nèi)部肌肉系統(tǒng)，第2到第5環(huán)對(duì)應(yīng)4條體壁環(huán)肌，36條縱向結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)36條輻射對(duì)稱的體壁縱肌，環(huán)肌和縱肌共同構(gòu)成翻吻體壁的肌肉纖維網(wǎng)。

環(huán)神經(jīng)動(dòng)物是節(jié)肢動(dòng)物的近親，現(xiàn)生類群包括鐵線蟲、蛔蟲、鰓曳蟲等。很多環(huán)神經(jīng)動(dòng)物有可外翻的吻部，因此又叫翻吻動(dòng)物。鰓曳動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)和攝食依靠體壁和翻吻內(nèi)部的肌肉系統(tǒng)協(xié)同作用，那么在距今5.35億年前，本次發(fā)現(xiàn)的類似鰓曳動(dòng)物是如何生活的？

“本次發(fā)現(xiàn)的類似鰓曳動(dòng)物標(biāo)本在生活的時(shí)候，翻吻內(nèi)部的肌肉系統(tǒng)有可能控制翻吻的內(nèi)翻，從而協(xié)助運(yùn)動(dòng)和攝食。但其僅有有限的內(nèi)翻能力，表明它運(yùn)動(dòng)緩慢、反應(yīng)慢，所以相對(duì)于它的現(xiàn)生的‘親戚’而言，它不大可能是一只兇猛的捕食者，而很可能是靠食用海底的有機(jī)質(zhì)顆粒為生。”中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員張華僑介紹，現(xiàn)生的鰓曳動(dòng)物具有較長(zhǎng)的翻吻收縮肌，翻吻能完全內(nèi)翻，肌肉收縮能力更強(qiáng)。

相關(guān)專家表示，本研究首次報(bào)道了已知最早的環(huán)神經(jīng)動(dòng)物的肌肉系統(tǒng)，并首次利用內(nèi)部軟軀體信息限定了該環(huán)神經(jīng)動(dòng)物的親緣關(guān)系，揭示了早期動(dòng)物肌肉系統(tǒng)的演化，彰顯了肌肉系統(tǒng)的重要演化意義。研究表明，類似于鰓曳動(dòng)物的翻吻肌肉系統(tǒng)在寒武紀(jì)底界處已知最早的環(huán)神經(jīng)動(dòng)物中即已出現(xiàn)。（記者蘇雁 通訊員姬尊雨）

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