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近日，《自然》（Nature）雜志刊發(fā)了西北大學(xué)早期生命研究團(tuán)隊(duì)的最新成果，我國(guó)學(xué)者在陜西省鎮(zhèn)巴縣的碎屑灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)了地球上已知最早的苔蘚動(dòng)物化石。化石證據(jù)揭示，苔蘚動(dòng)物門(mén)起源于寒武紀(jì)早期，這將苔蘚動(dòng)物的起源向前推進(jìn)了至少5000萬(wàn)年。
距今5.41至4.85億年的寒武紀(jì)，是顯生宙第一個(gè)地質(zhì)時(shí)代，在地球生物演化史上占據(jù)重要而關(guān)鍵的地位。這是一個(gè)神奇的時(shí)代，發(fā)生了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)，涌現(xiàn)了幾乎當(dāng)今地球所有動(dòng)物門(mén)類(lèi)的祖先，一舉奠定了顯生宙生物多樣性演化的基礎(chǔ)。
然而，許多人不知道，在寒武紀(jì)生物大家庭里，其實(shí)還有一個(gè)重要的生物類(lèi)群一直沒(méi)有顯山露水，那就是苔蘚動(dòng)物。
長(zhǎng)期以來(lái)，苔蘚動(dòng)物一直被視為奧陶紀(jì)才出現(xiàn)的動(dòng)物，是奧陶紀(jì)生物大輻射事件的產(chǎn)物。不過(guò)這一認(rèn)識(shí)，近日被我國(guó)學(xué)者在陜西省鎮(zhèn)巴縣發(fā)現(xiàn)最原始的苔蘚動(dòng)物化石所改變。這一重要發(fā)現(xiàn)引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，使人們的目光再次投向寒武紀(jì)生命大爆發(fā)這一生命史上絕無(wú)僅有的事件。
完美展現(xiàn)寒武紀(jì)生物類(lèi)群的多姿多彩
寒武紀(jì)是生物創(chuàng)造最偉大的時(shí)代，無(wú)論是生物兩側(cè)對(duì)稱(chēng)體制，眼睛、口器、脊索、硬骨骼、神經(jīng)、頭、附肢、鰓腔等器官，還是生態(tài)習(xí)性、食物鏈上，都是生物界前所未有的新創(chuàng)造。
苔蘚動(dòng)物個(gè)體微小，群體生長(zhǎng)，營(yíng)固著生活，生態(tài)習(xí)性復(fù)雜，在寒武紀(jì)生物群中非常獨(dú)特。這些動(dòng)物都具有馬蹄形的觸手冠取食結(jié)構(gòu)，但其個(gè)體很小，多呈管狀或囊狀，一般長(zhǎng)僅數(shù)毫米，直徑不超過(guò)1毫米，個(gè)體連片群居，呈現(xiàn)樹(shù)枝狀。外形很像苔蘚植物，故被稱(chēng)作苔蘚動(dòng)物或者苔蘚蟲(chóng)。因其消化道呈現(xiàn)U型，肛門(mén)位于觸手冠之外，又被稱(chēng)之為外肛動(dòng)物。
西北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在陜西省鎮(zhèn)巴縣小洋壩剖面燈影組西蒿坪段的生物碎屑灰?guī)r中，發(fā)現(xiàn)了地球上最早的苔蘚動(dòng)物化石。通過(guò)分析，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為苔蘚蟲(chóng)群體的多層次的可塑性和復(fù)雜性的模塊化構(gòu)建起源于5.3億年前，闡明了寒武紀(jì)大爆發(fā)期間重要的生態(tài)創(chuàng)新。
苔蘚動(dòng)物化石在寒武紀(jì)早期的發(fā)現(xiàn)，填補(bǔ)了寒武紀(jì)生物群長(zhǎng)期以來(lái)留下的缺憾，更加突顯了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的強(qiáng)度，完美展現(xiàn)了寒武紀(jì)生物類(lèi)群的多姿多彩面貌，進(jìn)一步實(shí)證了寒武紀(jì)涌現(xiàn)幾乎所有現(xiàn)生動(dòng)物門(mén)類(lèi)祖先的這一演化奇觀，更加放大了寒武紀(jì)生物與前寒武紀(jì)生物之間存在的巨大差異。
演化歷史向前推進(jìn)至少5000萬(wàn)年
苔蘚動(dòng)物與腕足動(dòng)物、帚蟲(chóng)動(dòng)物統(tǒng)稱(chēng)為觸手冠動(dòng)物，研究這些動(dòng)物的分類(lèi)、形態(tài)功能和演化，有助于闡明無(wú)脊椎動(dòng)物類(lèi)群的親緣關(guān)系和系統(tǒng)發(fā)生。而苔蘚動(dòng)物在寒武紀(jì)的發(fā)現(xiàn)，無(wú)疑為此提供了新的重要證據(jù)。
從發(fā)現(xiàn)的寒武紀(jì)苔蘚動(dòng)物化石來(lái)看，其蟲(chóng)室交替排列，幾何模塊化生長(zhǎng)非常清晰，動(dòng)物呈兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，整體外形為圓錐狀。這種新穎的幾何分布模式出現(xiàn)在兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物中，顯示了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)中又一個(gè)重要的生長(zhǎng)創(chuàng)新模式。
另外，新的研究表明，苔蘚動(dòng)物群體生活的這種復(fù)雜生態(tài)習(xí)性也起源于寒武紀(jì)生命大爆發(fā)。為此，西北大學(xué)學(xué)者提出，現(xiàn)代苔蘚動(dòng)物可能起源于群居的祖先類(lèi)型而不是單體生活的祖先。
寒武紀(jì)苔蘚動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)將該動(dòng)物的地質(zhì)歷史前推至少5000萬(wàn)年，延長(zhǎng)了苔蘚動(dòng)物的演化歷史，使其從寒武紀(jì)一直延續(xù)至今。
為揭示寒武紀(jì)生命大爆發(fā)“添磚加瓦”
已有的研究表明，苔蘚動(dòng)物化石發(fā)現(xiàn)有15000種，現(xiàn)生的有6500種。它們體表為鈣質(zhì)或幾丁質(zhì)蟲(chóng)室，屬于典型的包殼造礁動(dòng)物，絕大多數(shù)通常生活在淺海大陸架其他殼體動(dòng)物或者硬底質(zhì)上，少數(shù)種類(lèi)借附著物穩(wěn)固于泥沙中。苔蘚動(dòng)物攝食水中的懸浮物。當(dāng)觸手冠伸出體外時(shí)，觸手即伸展開(kāi)，含有食物顆粒的水從觸手冠上部進(jìn)入觸手內(nèi)，然后聚集在口的上部，進(jìn)入富有彈性的咽內(nèi)，借咽的突然膨脹，吸入胃內(nèi)。
苔蘚動(dòng)物特有的營(yíng)養(yǎng)方式和生長(zhǎng)模式使其歷經(jīng)漫長(zhǎng)的演化過(guò)程，克服無(wú)數(shù)災(zāi)難的考驗(yàn)，才延續(xù)到現(xiàn)在，彰顯了這個(gè)動(dòng)物群對(duì)環(huán)境有著極強(qiáng)的適應(yīng)力和應(yīng)對(duì)能力。
寒武紀(jì)苔蘚動(dòng)物化石并非發(fā)現(xiàn)于通常科學(xué)家所寄予希望的泥頁(yè)巖里的特異埋藏化石群，而是發(fā)現(xiàn)于碎屑灰?guī)r中，充分說(shuō)明在不同的巖相和巖石中，同樣可能發(fā)現(xiàn)新的重要化石，可以獲得意想不到的可喜收獲，為全面揭示寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的面貌添磚加瓦。這也是苔蘚動(dòng)物化石的發(fā)現(xiàn)對(duì)研究寒武紀(jì)生命大爆發(fā)帶來(lái)的一個(gè)有意義的重要啟示。
（作者系中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員、南京古生物博物館名譽(yù)館長(zhǎng)）
來(lái)源：科普時(shí)報(bào)
