光明日報記者 蘇雁 光明日報通訊員 姬尊雨

　　“從魚(yú)到人”演化關(guān)鍵環(huán)節是在何時(shí)、何地，又是如何發(fā)生的？長(cháng)頸鹿的脖子為何那么長(cháng)？距今43500年前的古代老虎長(cháng)什么樣？3月17日，中國古生物學(xué)會(huì )在江蘇南京發(fā)布“2022年度中國古生物學(xué)十大進(jìn)展”評選結果，如上謎題被一一解答。

　　本次入選成果由中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所、中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）、北京大學(xué)、南京大學(xué)、長(cháng)安大學(xué)等科研院所和高校領(lǐng)銜完成。“十大進(jìn)展”從31項提名成果中選出，進(jìn)展涉及自寒武紀到第四紀的多個(gè)地質(zhì)年代。

　　“自2017年‘十大進(jìn)展’首次發(fā)布以來(lái)，中國古生物學(xué)十大進(jìn)展已經(jīng)成為世界古生物學(xué)的一個(gè)風(fēng)向標。”中國古生物學(xué)會(huì )秘書(shū)長(cháng)張元動(dòng)告訴記者，除古生物學(xué)外，本次“十大進(jìn)展”還涉及非常多的相關(guān)學(xué)科，例如地層學(xué)、古生態(tài)學(xué)、古人類(lèi)學(xué)、地球化學(xué)以及大地構造學(xué)等，是十幾個(gè)學(xué)科融合交叉的研究進(jìn)展。

　　迄今最原始脊椎動(dòng)物為5.18億年前云南蟲(chóng)

　　現代脊椎動(dòng)物從何而來(lái)？最古老的脊椎動(dòng)物是什么？在地球生命演化的歷程中，有關(guān)脊椎動(dòng)物起源的問(wèn)題始終是最吸引人的科學(xué)熱點(diǎn)。

　　演化生物學(xué)家通常根據現生頭索動(dòng)物文昌魚(yú)的特征，推測脊椎動(dòng)物的祖先是一類(lèi)具有脊索、背神經(jīng)管和鰓裂的后口動(dòng)物。然而，這一假想的脊椎動(dòng)物祖先始終沒(méi)有得到化石證據的支撐。

　　這些重大古生物學(xué)問(wèn)題的謎底，藏在位于我國云南的澄江動(dòng)物群中。2022年7月8日，由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎領(lǐng)導的“地球-生命系統早期演化”研究團隊和南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授姜寶玉課題組密切合作完成的一項研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志。研究發(fā)現，5.18億年前的寒武紀澄江動(dòng)物群產(chǎn)出的云南蟲(chóng)，其咽弓具有脊椎動(dòng)物獨有的細胞軟骨結構，確認了云南蟲(chóng)是脊椎動(dòng)物的最原始類(lèi)群。

　　研究團隊利用三維X射線(xiàn)斷層掃描顯微鏡、傅立葉紅外光譜、拉曼光譜、掃描電鏡和透射電鏡等多種現代實(shí)驗技術(shù)手段，從微觀(guān)解剖學(xué)結構上重新研究了一種此前分類(lèi)存疑的動(dòng)物：云南蟲(chóng)。

　　通過(guò)對127塊云南蟲(chóng)標本的鰓弓結構的再分析，研究團隊首次在云南蟲(chóng)咽弓上發(fā)現了微納尺度三維保存的疊盤(pán)狀細胞結構和蛋白微原纖維構造，證明云南蟲(chóng)具有脊椎動(dòng)物獨有的、由細胞軟骨構成的咽弓，表明云南蟲(chóng)屬于原始脊椎動(dòng)物。

　　“研究成果支持了云南蟲(chóng)是一種干群脊椎動(dòng)物，為脊椎動(dòng)物的起源和早期演化提供了關(guān)鍵證據，對脊椎動(dòng)物咽顱關(guān)鍵特征演化的探索將產(chǎn)生深遠影響。”中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員趙方臣表示，從另一個(gè)角度看，該研究再一次展示了澄江動(dòng)物群化石具有保存微納尺度精細生物學(xué)結構的潛力。

　　5.35億年前化石表明皺囊蟲(chóng)更可能是蛻皮動(dòng)物

　　5年前，一種只有毫米大小、長(cháng)著(zhù)一張大口的動(dòng)物登上了《自然》雜志封面，一度引發(fā)熱議。當時(shí)的一項研究認為，這種名為“皺囊蟲(chóng)”的微體生物是最原始的后口生物，被認為是人類(lèi)遠祖的至親。

　　但2022年8月，由長(cháng)安大學(xué)、中科院南京地質(zhì)古生物研究所等國內外科研人員組成的研究團隊，通過(guò)對陜南約5.35億年前的微體化石皺囊蟲(chóng)的深入研究，證實(shí)具有囊形體構的皺囊蟲(chóng)（約5.35億年前）是蛻皮動(dòng)物，揭示了囊形的體構在蛻皮動(dòng)物祖先類(lèi)型中出現，為蛻皮動(dòng)物體構起源的研究提供了更多的可能性；同時(shí)證實(shí)了皺囊蟲(chóng)不是最早的后口動(dòng)物，后口動(dòng)物亞界化石的首現時(shí)間仍應在約5.18億年前（澄江動(dòng)物群）。相關(guān)成果發(fā)表在《自然》雜志上。

　　皺囊蟲(chóng)曾被解釋為最早的后口動(dòng)物的關(guān)鍵特征，是此前研究認為皺囊蟲(chóng)具有“腮孔”。“皺囊蟲(chóng)沒(méi)有腮孔，曾被解釋為腮孔的結構很可能是封閉的具刺骨板在化石化過(guò)程中磨損形成的孔狀結構。”中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員張華僑告訴記者，同時(shí)，皺囊蟲(chóng)的發(fā)育表皮、上皮不具纖毛、末端的口和環(huán)口的輻射對稱(chēng)排列的結構表明它和蛻皮動(dòng)物有更近的親緣關(guān)系。由此，研究團隊認為，皺囊蟲(chóng)更可能是蛻皮動(dòng)物，而不是后口動(dòng)物。

　　蛻皮動(dòng)物是原口動(dòng)物的一個(gè)分支，包括環(huán)神經(jīng)動(dòng)物（鰓曳蟲(chóng)、蛔蟲(chóng)等）和泛節肢動(dòng)物（三葉蟲(chóng)、蜘蛛、蝦等）。已知最早的蛻皮動(dòng)物出現在寒武紀“幸運期”，但都是環(huán)神經(jīng)動(dòng)物，皺囊蟲(chóng)為已知最早的蛻皮動(dòng)物增添了全新類(lèi)型。同時(shí)，皺囊蟲(chóng)的“囊形”體構明顯有別于其他蛻皮動(dòng)物的“蠕形”體構，這表明“蠕形”并不是蛻皮動(dòng)物唯一的體構類(lèi)型，蛻皮動(dòng)物的最晚共同祖先也可能并非蠕形。