本報(bào)西安10月30日電(記者張哲浩 通訊員李琛)北京時間10月27日晚,《自然》雜志以長文形式刊發(fā)了西北大學(xué)早期生命研究團(tuán)隊(duì)張志飛教授指導(dǎo)的博士生張志亮等人的最新研究成果——《化石證據(jù)揭示苔蘚動物門的寒武紀(jì)起源》,宣告在陜南鎮(zhèn)巴縣發(fā)現(xiàn)了地球上已知最早的苔蘚動物(苔蘚蟲)化石。
張志亮是論文第一作者,西北大學(xué)為第一完成和通訊單位。這是由舒德干院士領(lǐng)銜的西北大學(xué)早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)自1996年以來在《自然》《科學(xué)》上發(fā)表的第15篇論文。
該研究進(jìn)一步支持了舒德干團(tuán)隊(duì)提出的“三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)”假說,完善了寒武紀(jì)地球動物樹歷時4000萬年的構(gòu)建過程,有效地銜接了由三大動物亞界(基礎(chǔ)動物、原口動物和后口動物)爆發(fā)性、分階段出現(xiàn)的化石證據(jù)鏈。
寒武紀(jì)大爆發(fā)是地球上已知最為宏偉的兩側(cè)對稱動物的生命爆發(fā)事件。在距今5.4億~5.18億年前,海洋中突然爆發(fā)性地出現(xiàn)了包括脊椎動物在內(nèi)的幾乎所有現(xiàn)代動物的早期祖先代表。但是苔蘚動物門一直缺乏確鑿的寒武紀(jì)化石記錄,因此被認(rèn)為是奧陶紀(jì)大輻射的產(chǎn)物。
西北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在陜南鎮(zhèn)巴縣小洋壩剖面燈影組西蒿坪段的生物碎屑灰?guī)r中,通過酸蝕處理實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了毫米級的微體化石。經(jīng)研究團(tuán)隊(duì)前期研究,聯(lián)合澳大利亞麥考瑞大學(xué)教授、西北大學(xué)兼職教授Glenn Brock,并與中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、英國自然歷史博物館、瑞典自然歷史博物館等中外學(xué)者合作,研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,這些微體化石是地球上最早的苔蘚動物化石,揭示了這一門類的寒武紀(jì)起源。經(jīng)過52個特征、18個類群和2個外群的貝葉斯和最大簡約法分支系統(tǒng)學(xué)分析,表明寒武紀(jì)的苔蘚蟲化石Protomelission為苔蘚動物的基干類群,代表最原始的祖先類型。這一發(fā)現(xiàn),將苔蘚動物的起源向前推進(jìn)了至少5000萬年。
此外,通過掃描電鏡(SEM和BSEM)、X射線斷層掃描(μ-CT)分析,研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為苔蘚蟲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。
苔蘚蟲個體微小,體表為鈣質(zhì)或幾丁質(zhì)蟲室,屬于典型的包殼造礁動物,通常生活在其他殼體動物或者硬底質(zhì)海洋表面。該化石在陜南泥質(zhì)灰?guī)r中的發(fā)現(xiàn),表明了寒武紀(jì)苔蘚動物與后期屬種相似,適宜在清澈的硬底質(zhì)環(huán)境中生活。這揭示了泥頁巖化石庫中缺乏苔蘚動物化石的原因。該類化石的研究對理解地球宜居性演變以及底棲(草根)動物如何改造地球、適應(yīng)地球的過程有重要意義。
舒德干表示:“在5.3億年前地層中發(fā)現(xiàn)苔蘚動物門的源頭,再次完美地支持我們提出的‘三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)’假說的正確性,或者說它進(jìn)一步證實(shí)了這個假說具有可靠的科學(xué)預(yù)言性!