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中国三峡地区5.5亿年前的“夷陵虫”化石揭示寒武纪大爆发前夕动物的重要演化事件

2019/9/6 10:20:00 移动版

穗状夷陵虫实体(左)、遗迹(右)和化石复原(中)

穗状夷陵虫实体(左)、遗迹(右)和化石复原(中)

穗状夷陵虫化石(BF)和死亡前形成的遗迹(TF)

穗状夷陵虫化石(BF)和死亡前形成的遗迹(TF)

据中国科学院南京地质古生物研究所:身体两侧对称和分节现象的产生是动物演化史上极为重要的事件。分节的出现意味着身体的结构有了分区,功能上也就有了分工。但是,这类体型复杂的动物何时出现?自达尔文以来,一直是古生物学家和演化生物学家关注的焦点。

“寒武纪大爆发”中出现了大量的以三叶虫为代表的具分节的两侧对称动物,因此,寒武纪常被称为“三叶虫时代”,长期以来,大家推测在寒武纪之前的埃迪卡拉纪(中国称为“震旦纪”,6.3-5.4亿年前),它们应该有更加古老的祖先,但是一直没有找到可靠的化石证据。

近期,中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队陈哲研究员、周传明研究员、袁训来研究员和弗吉尼亚理工大学肖书海教授在中国三峡地区大约5.5亿年前的地层中发现了一类特殊保存的新的动物化石,该动物的遗体和它最后行进的拖痕(印迹)同时保留在一块岩石上。这一新的化石证据表明在埃迪卡拉纪已出现了具有运动能力、并且身体分节的两侧对称后生动物。该成果以“分节的三叶形两侧对称动物及其遗迹揭示早期动物的演化”为题发表在2019年9月4日的英国《自然》(Nature)杂志上。

化石发现于湖北三峡地区埃迪卡拉系灯影组的石板滩生物群中。自2013年开始,科研人员用了近5年的时间对新发现的化石进行详细的研究,并将其命名为夷陵虫(Yilingia,新属)。

夷陵虫身体长条形,两侧对称,呈三叶形,具有明显的身体分节,也具有了前后和背腹的区别。更加奇特的是,部分标本中动物的实体与它的遗迹同时保存在一起,再现了一条行进中的虫子的“最后时刻”。这是一类全新的动物化石,在地质历史时期和现代都没有发现形态相同的动物,研究者以它的发现地点湖北省宜昌市夷陵区给它取了一个新名字“夷陵虫”,推测可能是环节动物或节肢动物。

传统的埃迪卡拉生物群曾被认为是身体没有真正分节、缺乏运动能力、走向演化盲端的生物类群。虽然在埃迪卡拉纪也发现了许多生物运动产生的遗迹化石,但是,造迹生物是什么一直是一个谜。

夷陵虫是目前在寒武纪之前发现的唯一的身体分节,具有运动能力,并可以形成连续的遗迹的两侧对称动物。夷陵虫的发现为两侧对称动物身体分节在埃迪卡拉纪的出现提供了直接的化石证据,也为探索该时期众多遗迹化石的造迹者提供了重要证据。

体的生态系统在这一时期已经开始建立,并逐渐取代了前寒武纪统治地球数十亿年的微生物席基底,对地球表面系统造成了深远的环境和生态影响。

该项目得到了中国科学院、国家科技部、国家自然科学基金委、美国自然科学基金和美国国家地理学会的联合资助。

论文信息:Zhe Chen, Chuanming Zhou, Xunlai Yuan*, Shuhai Xiao*, 2019, Death march of a segmented and trilobate bilaterian elucidates early animal evolution. Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-019-1522-7

相关报道:古生物学家最新研究“复原”化石虫子的“最后旅程”

据中新网南京9月5日电(杨颜慈):对称、分节、运动……这些特征对大多数现代动物来说,已经成为它们的“标配”。然而在五亿五千万年前,这些特征才第一次同时“装配”在动物身体上。

中国科学院南京地质古生物研究所5日发布的最新研究“复原”了一个远古奇幻场景:一条奇特的虫子长眠在行进途中,它两侧对称的分节形态和最后行迹同时留在了埃迪卡拉纪的海底。这一化石虫子的“最后旅程”,揭示寒武纪大爆发前夕动物的演化。

这是中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队在三峡地区埃迪卡拉纪地层中的新发现,该研究为探索早期动物的演化提供了重要证据。

科研人员介绍,身体两侧对称和分节现象的产生是动物演化史上极为重要的事件。分节的出现意味着身体的结构有了分区,功能上也就有了分工。但是,这类体型复杂的动物何时出现?自达尔文以来,一直是古生物学家和演化生物学家关注的焦点。

近期,中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队陈哲研究员、周传明研究员、袁训来研究员和弗吉尼亚理工大学肖书海教授在中国三峡地区大约5.5亿年前的地层中发现了一类特殊保存的新的动物化石,该动物的遗体和它最后行进的拖痕(印迹)同时保留在一块岩石上。

陈哲介绍,“寒武纪大爆发”中出现了大量的以三叶虫为代表的具分节的两侧对称动物,因此,寒武纪常被称为“三叶虫时代”,长期以来,大家推测在寒武纪之前的埃迪卡拉纪(中国称为“震旦纪”,6.3-5.4亿年前),它们应该有更加古老的祖先,但是一直没有找到可靠的化石证据。

“本次发现的这一新化石证据表明在埃迪卡拉纪已出现了具有运动能力、并且身体分节的两侧对称后生动物。”陈哲称,化石发现于湖北三峡地区埃迪卡拉系灯影组的石板滩生物群中。自2013年开始,科研人员用了近5年的时间对新发现的化石进行详细的研究,并将其命名为夷陵虫。

化石显示,夷陵虫身体长条形,两侧对称,呈三叶形,具有明显的身体分节,也具有了前后和背腹的区别。更加奇特的是,部分标本中动物的实体与它的遗迹同时保存在一起,再现了一条行进中的虫子的“最后时刻”。

陈哲称,夷陵虫是目前在寒武纪之前发现的唯一的身体分节,具有运动能力,并可以形成连续的遗迹的两侧对称动物。夷陵虫的发现为两侧对称动物身体分节在埃迪卡拉纪的出现提供了直接的化石证据,也为探索该时期众多遗迹化石的造迹者提供了重要证据。

同时,该发现显示,能够自由运动的底栖动物在埃迪卡拉纪已经出现,并对海底沉积物进行了改造,这表明“寒武纪大爆发”时期以底栖动物为主体的生态系统在这一时期已经开始建立,对地球表面系统造成了深远的环境和生态影响。

该成果以“分节的三叶形两侧对称动物及其遗迹揭示早期动物的演化”为题发表在9月4日的Nature杂志上。该项目得到了中国科学院、国家科技部、国家自然科学基金委、美国自然科学基金和美国国家地理学会的联合资助。

相关报道:化石揭示5亿年前蠕虫的临终遗迹

据科技日报(张梦然):中美科学家团队4日报告了一种生活在大约5.51亿年至5.39亿年前的蠕虫状动物的化石,其中详细介绍了该动物死前不久留下的移迹,即“临终遗迹”,表明该物种属于移动型——而迄今为止,这段时期内只有极少数动物被证明具有移动能力。

动物在埃迪卡拉纪晚期(约5.80亿年至5.39亿年前)开始产生了移动性,证据为包含移迹、行迹和潜穴的遗迹化石。

但是,除了少数个例外,产生这些遗迹的动物一直以来并不为人所知。

据英国《自然》杂志4日发表一项古生物学最新发现,中科院南京地质古生物研究所、中科院生物演化与环境卓越创新中心、中国科学院大学以及美国弗吉尼亚理工学院暨州立大学的联合团队,在最新论文中描述了来自长江三峡灯影组(灯影组,以组为岩石地层单位的地层结构)的化石物种——Yilingia spiciformis。

研究团队收集了35块该物种化石,估计该物种宽为5毫米到26毫米,长度可达27厘米,大约由50节组成。同时,团队还发现了13块遗迹化石,包括一个与遗体化石直接相连的“临终遗迹”,该遗迹表现出的特征(宽25毫米等),表明它是由Yilingia这种动物做出的移动所产生的。

研究人员总结称,上述发现还有助于鉴定丰富的埃迪卡拉纪遗迹化石究竟是由何种动物产生。

就在2018年6月,美国《科学》杂志子刊发表一篇论文,由中科院南京地质古生物研究所和美国科学家组成的早期生命研究团队,在湖北宜昌三峡地区距今5.51亿至5.41亿年的前寒武纪石灰岩地层中,发现十几块远古动物足迹化石。其中一块化石上,两列动物足迹清晰可见——这些足迹由生活在寒武纪前的一种类似虾的动物留下,也是迄今发现的地球上最早的动物足迹化石。    

​在地球生命的历史长河上,绝大多数现代高等动物的祖先直到5.4亿年前的寒武纪早期,才以爆发的形式突然出现,这就是著名的——“寒武纪生命大爆发”。

相关报道:中科院南京古生物所发现“夷陵虫”化石 揭秘寒武纪大爆发前夕的“动物演化”

据新华报业网交汇点(王梦然):对称、分节、运动……这些特征对大多数现代动物来说,已经成为它们的“标配”。然而在五亿五千万年前,这些特征才第一次同时“装配”在动物身体上。一条奇特的虫子长眠在行进途中,它两侧对称的分节形态和最后行迹同时留在了埃迪卡拉纪的海底。这是中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队在三峡地区埃迪卡拉纪地层中的新发现,该研究为探索早期动物的演化提供了重要证据。相关论文于北京时间9月5日发表在英国Nature杂志上。

“身体两侧对称和分节现象的产生是动物演化史上极为重要的事件,分节的出现意味着身体的结构有了分区,功能上也就有了分工。” 中科院南京地质古生物专家告诉记者,是自达尔文以来,这类体型复杂的动物何时出现,一直是古生物学家和演化生物学家关注的焦点。

“寒武纪大爆发”中出现了大量的以三叶虫为代表的具分节的两侧对称动物,因此,寒武纪常被称为“三叶虫时代”,长期以来,大家推测在寒武纪之前的埃迪卡拉纪(中国称为“震旦纪”,6.3-5.4亿年前),它们应该有更加古老的祖先,但是一直没有找到可靠的化石证据。

近期,中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队陈哲研究员、周传明研究员、袁训来研究员和弗吉尼亚理工大学肖书海教授在中国三峡地区大约5.5亿年前的地层中发现了一类特殊保存的新的动物化石。“从一块岩石上发现了动物遗体,以及它最后行进的拖痕(印迹)。”科研人员以此推测并加以研究,逐步证实:在埃迪卡拉纪已出现了具有运动能力、并且身体分节的两侧对称后生动物。该成果以“分节的三叶形两侧对称动物及其遗迹揭示早期动物的演化”为题发表在Nature杂志上。

化石发现于湖北三峡地区埃迪卡拉系灯影组的石板滩生物群中。自2013年开始,科研人员用了近5年的时间对新发现的化石进行详细的研究,并将其命名为夷陵虫(Yilingia,新属)。

夷陵虫身体长条形,两侧对称,呈三叶形,具有明显的身体分节,也具有了前后和背腹的区别。更加奇特的是,部分标本中动物的实体与它的遗迹同时保存在一起,再现了一条行进中的虫子的“最后时刻”。研究人员表示,这是一类全新的动物化石,在地质历史时期和现代都没有发现形态相同的动物,研究者以它的发现地点湖北省宜昌市夷陵区给它取了一个新名字“夷陵虫”,推测可能是环节动物或节肢动物。

传统的埃迪卡拉生物群曾被认为是身体没有真正分节、缺乏运动能力、走向演化盲端的生物类群。虽然在埃迪卡拉纪也发现了许多生物运动产生的遗迹化石,但是,造迹生物是什么一直是一个谜。

“夷陵虫是目前在寒武纪之前发现的唯一的身体分节,具有运动能力,并可以形成连续的遗迹的两侧对称动物。”研究者表示,夷陵虫的发现为两侧对称动物身体分节在埃迪卡拉纪的出现提供了直接的化石证据,也为探索该时期众多遗迹化石的造迹者提供了重要证据。

该发现也显示,能够自由运动的“底栖动物”在埃迪卡拉纪已经出现,并对海底沉积物进行了改造。表明“寒武纪大爆发”时期以“底栖动物”为主体的生态系统在这一时期已经开始建立,并逐渐取代了前寒武纪统治地球数十亿年的“微生物席基底”,对地球表面系统造成了深远的环境和生态影响。

该项目得到了中国科学院、国家科技部、国家自然科学基金委、美国自然科学基金和美国国家地理学会的联合资助。

相关报道:中美科学家发现最早的爬虫化石

据新华社南京9月5日电(王珏玢):记者从中科院南京地质古生物研究所获悉,该所早期生命研究团队与美国弗吉尼亚理工大学古生物学者合作,在中国三峡地区新发现一种生活在约5.5亿年前的爬虫化石。这是迄今确切已知最早的可以主动运动、身体分节且两侧对称的动物,类似现在的沙蚕、蜈蚣等爬虫。研究人员根据发现地,将这种新发现的动物命名为“夷陵虫”。

相关研究成果已于5日刊发在科学期刊《自然》上。

夷陵虫化石发现在湖北省宜昌市夷陵区。自2013年开始,科研人员用了近5年时间,对这些化石进行详细研究。从形态上看,夷陵虫体长可达30厘米以上,身体呈长条形、两侧对称,具有明显的身体分节,也具有了前后和背腹的区别。更奇特的是,科研团队发现的一部分夷陵虫标本,与它们的爬行印记保存在一起,这生动展现出了行进中爬虫的“最后时刻”。科研人员认为,夷陵虫可能是一类生活在远古海洋中的环节动物或节肢动物。

“对称、分节、运动,这些重要的进化特征,在5.5亿年前第一次同时‘装配’在夷陵虫身上。动物运动能力的产生,标志生物产生了主动改造环境及生态的能力。两侧对称和身体分节的出现,也促使动物趋向定向运动,开始生理分工。”参与此项研究的中科院南京地质古生物研究所研究员陈哲说。

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