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中国发现地球最古老原始动物化石 细胞似海绵
2015-03-11 10:21:05   来源:北京日报   点击:

最近在我国贵州瓮安生物群中发现一枚6亿年前的原始海绵动物化石“贵州始杯海绵”。新发现的这枚米粒大小的化石显示,至少6亿年前地球上已出现原始动物。这是迄今全球发现最早且可信的原始动物实体化石。

中国发现地球最古老原始动物化石 细胞似海绵
b-e、h为扫描电镜照片,f-g为同步辐射数字切面,f切面在标本中的位置见左下图e中的标记。
 
      中国科学院南京地质古生物研究所973项目首席科学家朱茂炎课题组,最近在我国贵州瓮安生物群中发现一枚6亿年前的原始海绵动物化石“贵州始杯海绵”。新发现的这枚米粒大小的化石显示,至少6亿年前地球上已出现原始动物。这是迄今全球发现最早且可信的原始动物实体化石。

  该发现不仅将原始动物在地球上出现的实证记录从寒武纪向前推进了6000万年,还意味着动物共同祖先的起源时间可能远远早于古生物学家的传统推测。

  精美细胞结构与现代海绵相似

  该研究于3月10日以长文形式发表在《美国科学院院报》(PNAS)上。朱茂炎课题组说,他们在中国贵州省“瓮安生物群”中发现了一枚原始海绵动物化石,虽然体积只有2到3立方毫米,但其历史已达6亿年,它被命名为“贵州始杯海绵”。最珍贵的是,它还是一枚“三维立体化石”。这一仅有米粒大小的化石保存了精美的细胞结构和完好的水沟系统,是迄今为止全球发现的最古老的可靠海绵化石。

  当时的海绵成体为什么这么小?“当时海水含氧量低,不足以支持大型生物出现。”专家解释说。

  据介绍,该化石以磷酸盐化的形式保存在白云质磷块岩中,研究人员使用化学溶蚀法将白云质围岩(围岩是某种地壳物质周围的岩石)剥离后得到了完整的化石标本。然后研究人员使用目前最先进的三维无损成像法,在不破坏化石的前提下观察了它的三维结构。“类似医院照CT但精度更高,化石各个结构都可以看得很清楚。”

  研究显示,化石整体外观呈缠绕的管状,由3个独立的腔室和它们共用的一个实体基座组成,每个腔室都有一个向上的开口,保存了精美的细胞结构。同步辐射显微CT技术和扫描电镜观察均表明,该生物体已发生明显的细胞分化,具有与现代海绵动物相似的表皮细胞和领细胞(位于体腔壁内层、带有鞭毛的一种细胞)结构,其表面细胞之间还发育了数量众多的小孔,这些小孔直通有开口的腔室,和腔室一起形成简单的水沟系统,为生物体提供与外界进行物质交换的通道。

  论文第一作者殷宗军博士说:“这些生物学特征表明它是一种与现代海绵动物非常相似的原始动物,能固着在浅水区的海底通过简单的水沟系统进行滤食生活。”

  实证6亿年前地球上有动物

  该发现不仅将原始动物在地球上出现的实证记录从寒武纪向前推进了6000万年,还意味着动物共同祖先的起源时间可能远远早于古生物学家的传统推测。这一理论上的推测为在更古老的地层中发现动物始祖化石提供了依据。

  朱茂炎对新华社记者说:“这一发现将消除学界对6亿年前地球上是否出现动物的疑问。”

  海绵动物是整个动物界中最原始的类群,它们没有真正的组织和器官,只有细胞分化,因此在化石中识别海绵动物最理想的情况是找到保存了细胞结构和完整水沟系统的标本。“虽然前人也曾报道过一些前寒武纪地层中疑似的海绵化石,但由于没有细胞结构和满足水动力学需求的水沟系统等典型特征,因而不被学界认可。”殷宗军说,“贵州始杯海绵”化石精美保存了细胞结构和完整的水沟系统,“这是海绵动物的典型特征,是在化石中识别海绵动物最理想的情况”。它的发现将海绵动物的化石记录向寒武纪之前推进了6000万年。结合现有的动物谱系树和分子钟推断,所有动物共同祖先的出现还远在6亿年之前。

  朱茂炎说,以前发现的可靠海绵化石是寒武纪早期的海绵骨针化石,距今约5.3亿年历史。对于此前某些媒体报道过的寒武纪之前的海绵化石,他认为“均不可靠,因为那些化石没有保存海绵动物典型的特征构造”。
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