后口動物或蛻皮動物？5.35億年前化石來揭秘

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皺囊蟲標本的掃描電鏡照片。（受訪者供圖）

皺囊蟲的復原圖（楊定華繪制）和系統位置圖

A前視、B左側視、C后視、D皺囊蟲為蛻皮動物全群。（受訪者供圖）

2017年，研究人員在陜南西鄉縣張家溝剖面寒武系幸運階寬川鋪組的含磷灰巖中發現了皺囊蟲化石，其被認為是最早的后口動物，并由此提出后口動物可能有一個毫米大小的、生活在海底泥沙縫隙中的、有口無肛的祖先類型。

近期，中國科學院南京地質古生物研究所（以下簡稱南京古生物所）聯合國內外科研單位研究人員組成的一支研究團隊，通過對陜南約5.35億年前的微體化石皺囊蟲的深入研究，對其親緣關系和演化意義給予了全新解讀。相關研究成果8月17日在線發表于《自然》（Nature）。

這里的后口動物包括棘皮動物（海百合，海星，海膽等）、半索動物（腸鰓類和羽鰓類等）、頭索動物（文昌魚等）、尾索動物（海鞘等）和脊椎動物（魚、青蛙、鱷魚、恐龍、鳥、老虎、熊貓和人類等）。

論文通訊作者、南京古生物所研究員張華僑向《中國科學報》介紹，支持皺囊蟲為后口動物的關鍵特征是化石中的“鰓孔”結構，被認為是后口動物的原始特征之一。

皺囊蟲是毫米大小的兩側對稱動物，具有囊形的身體和末端的開口，圍繞口發育了輻射狀皺褶，輻射對稱排列的具刺突起。

通過對更多的、保存更加完整的化石標本開展深入研究，張華僑等人發現皺囊蟲身體兩側對稱排列了具刺骨板，反口面有大量小刺，而曾被解釋為“鰓孔”的結構，很可能是封閉的具刺骨板在化石化過程中磨損形成的孔狀結構。

“皺囊蟲的一些關鍵特征，比如發育表皮又叫角質層、上皮不具纖毛、末端的口和環口的輻射對稱排列的結構，均表明它和蛻皮動物有更近的親緣關系。”張華僑指出，皺囊蟲更可能是蛻皮動物而不是后口動物。

蛻皮動物是原口動物的一個分支，它包括環神經動物（鰓曳蟲，動吻蟲，蛔蟲，馬線蟲等）和泛節肢動物（天鵝絨蟲，水熊蟲，三葉蟲，蜘蛛，昆蟲，蜈蚣，蝦，蟹等）。

據了解，已知最早的蛻皮動物化石出現在寒武紀幸運期，但都是環神經動物，皺囊蟲為已知最早的蛻皮動物增添了全新類型。

張華僑還指出，皺囊蟲在蛻皮動物內部的系統位置尚未解決，它可能是環神經動物的祖先類型、泛節肢動物的祖先類型或蛻皮動物的祖先類型。

另外，蛻皮動物一般具有“蠕形”體構，它們的最晚共同祖先可能也是蠕形的。皺囊蟲的“囊形”體構明顯有別于其它蛻皮動物的“蠕形”體構，這表明“蠕形”并不是蛻皮動物唯一的體構類型，蛻皮動物最晚共同祖先也可能并非蠕形。

“這項研究最大的難點在于如何尋找保存更加完美的化石標本。”張華僑告訴《中國科學報》，“我們在2012年就已經發現了相關的化石了，但是因為保存狀態非常不好，不能深入研究，于是決定先尋找保存更好的化石，直到2020年，我們才繪制出皺囊蟲的復原圖。”

張華僑表示，蛻皮動物體構的起源問題，仍有待于對寒武紀幸運期已知最早蛻皮動物的相互演化關系開展進一步研究。