原標(biāo)題:云南大學(xué)科研團隊顯微CT研究揭示澄江生物群中奇麗灰姑娘蟲精細(xì)形態(tài)學(xué)并初步探究其古生態(tài)學(xué)特征
10月8日,云南大學(xué)古生物研究院節(jié)肢動物演化研究團隊在國際著名學(xué)術(shù)期刊《eLife》(中科院一區(qū))發(fā)表題為《中國澄江生物群中的奇麗灰姑娘蟲(類肢動物,海怪蟲類)的腹部形態(tài)結(jié)構(gòu)和生態(tài)習(xí)性研究》的學(xué)術(shù)論文,深度報道了寒武紀(jì)早期澄江生物群中的一種名為奇麗灰姑娘蟲的精細(xì)軟體結(jié)構(gòu)。
約5.18億年前的澄江生物群以其保存完好的化石而聞名,是探索早期生命形態(tài)和多樣性的關(guān)鍵地點。澄江生物群不僅為我們提供了大量關(guān)于寒武紀(jì)時期海洋生態(tài)系統(tǒng)的寶貴信息,還揭示了早期多細(xì)胞生物的復(fù)雜性和多樣性。奇麗灰姑娘蟲是一種生活在這一時期的獨特節(jié)肢動物,屬于海怪蟲類,它具有獨特的解剖特征和生活習(xí)性,是古生物學(xué)界研究類肢動物的代表物種之一(圖1)。
圖1 奇麗灰姑娘蟲的微距攝影(A、B、D)和熒光(C)圖像,揭示了化石的背面外骨骼、背板(tn)、腸道(gut)的分布、腸道和唇板(hy)的位置關(guān)系。
在這項研究中,研究人員采用了顯微CT掃描、計算機三維建模和熒光顯微鏡成像等先進技術(shù)手段,從多個角度詳細(xì)觀察奇麗灰姑娘蟲的腹部軟體結(jié)構(gòu)(圖1和圖2),并重建出該遠(yuǎn)古動物的三維模型(圖3)。
圖2 基于Drishti v2.4中處理的X射線斷層數(shù)據(jù)的奇麗灰姑娘蟲的數(shù)字解剖,揭示了奇麗灰姑娘蟲觸角上的觸角鱗片(B中的ans)、唇板(E中的hy)和前骨片(E中的asc),腹面附肢(D,經(jīng)過水平翻轉(zhuǎn))。
研究發(fā)現(xiàn),奇麗灰姑娘蟲具有獨特的解剖特征,包括紡錘形的軀干背板,其中前六個被頭甲覆蓋,而末端四個則延伸出軸刺。此外,還揭示了這種動物的懸垂式唇板和四對觸角后頭部附肢(圖1,圖2)。特別值得注意的是,在奇麗灰姑娘蟲的軀干背甲與腹部腿肢之間存在一種分節(jié)錯配現(xiàn)象,并且這種錯配模式與其他寒武紀(jì)節(jié)肢動物如撫仙湖蟲、其他海怪蟲類、現(xiàn)生多足類動物的錯配都有著明顯區(qū)別,代表了一類新的錯配方式。
圖3 奇麗灰姑娘蟲的三維重建圖,背面外骨骼重建展示了其紡錘形的軀干背板和覆蓋前六個軀干背板的頭甲,以及延伸出軸刺的最后四個軀干背板。腹面解剖學(xué)重建揭示了唇板和前骨片、眼睛和其他腹面附肢的精細(xì)形態(tài)。
基于詳細(xì)的解剖學(xué)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)發(fā)育分析,研究團隊提出海怪蟲類可能與融背類或一個包含“游盾類+融背類+薄紙狀喜植蟲+三葉蟲”的分支有著密切的關(guān)系(圖4)。這一研究不僅增進了我們對于類肢動物內(nèi)部關(guān)系的理解,同時也為我們提供了關(guān)于寒武紀(jì)海洋生態(tài)系統(tǒng)多樣性的視角。此外,研究還推測奇麗灰姑娘蟲可能生活在弱光照且泥濘的環(huán)境中。
圖4 簡約法(A-C)嚴(yán)格合意樹和貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育分析(D)結(jié)果,并以粗體標(biāo)記,海怪蟲類標(biāo)記為藍(lán)色,紫色星號表示奇麗灰姑娘蟲。
這項研究再次證明了云南澄江地區(qū)作為探索地球早期生命演化的關(guān)鍵地點的重要性。隨著新技術(shù)的發(fā)展,未來將有更多關(guān)于古代生命的秘密等待著科研人員去發(fā)掘。論文第一作者為云南大學(xué)生態(tài)學(xué)博士后張茂銀,通訊作者為劉煜研究員。侯先光研究員、麥慧娟博士、云南大學(xué)生態(tài)學(xué)德國籍博士后Michel Schmidt為論文的共同作者。
云南日報-云新聞記者:陳怡希
責(zé)編:劉金嬌
審核:張曉橙(陳怡希)