誰能想到，寒武紀(jì)淺海里的這群身長4厘米左右的側(cè)扁形“蟲蟲”，會(huì)演化成如今骨骼分明、身形纖長的人類?

“我是誰”“我從哪里來”?關(guān)于人類起源的終極問題，自19世紀(jì)中葉達(dá)爾文拋出進(jìn)化論的觀點(diǎn)后，科學(xué)家們持續(xù)不斷地潛心探索，嘗試追溯生命起源的奧義。

近日，我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，5.18億年前的寒武紀(jì)澄江動(dòng)物群產(chǎn)出的云南蟲，其咽弓具有脊椎動(dòng)物獨(dú)有的細(xì)胞軟骨結(jié)構(gòu)，確認(rèn)了云南蟲是脊椎動(dòng)物的最原始類群。該成果由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎研究員領(lǐng)導(dǎo)的“地球-生命系統(tǒng)早期演化”研究團(tuán)隊(duì)和南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院姜寶玉教授課題組密切合作完成，并于2022年7月8日發(fā)表在美國《科學(xué)》(Science)期刊上。

云南蟲是脊椎動(dòng)物的祖先不再只是假想

我們?yōu)槭裁搓P(guān)注脊椎動(dòng)物?因?yàn)槿祟愖约壕褪恰?/p>

寒武紀(jì)生命大爆發(fā)是一本無字天書，為生命起源的研究繪制了一幅幅藍(lán)圖。南京古生物所趙方臣研究員告訴記者，在距今約5.05億年的加拿大布爾吉斯頁巖動(dòng)物群和距今約5.18億年的中國云南澄江動(dòng)物群，均產(chǎn)有豐富的、保存精美的以軟軀體結(jié)構(gòu)為特征的動(dòng)物化石。

這其中，就有云南蟲化石。

此次，科學(xué)家們利用先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段，證明云南蟲具有軟骨細(xì)胞構(gòu)成咽弓，確認(rèn)它是脊椎動(dòng)物基干類群，并證實(shí)云南蟲處于脊椎動(dòng)物譜系的最基干位置，介于尾索動(dòng)物和其他脊椎動(dòng)物(包括現(xiàn)生和化石物種)之間。“這一發(fā)現(xiàn)解除了云南蟲在動(dòng)物系統(tǒng)樹中的位置存在的爭議，明晰了脊椎動(dòng)物的起源。”

科學(xué)家找到了兩大關(guān)鍵證據(jù)

為什么說云南蟲是最原始的脊椎動(dòng)物?論文第一作者田慶羿博士研究生告訴記者，因?yàn)樗兄棺祫?dòng)物演化過程中最原始、最早期的特征——咽弓上疊盤狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)和蛋白微原纖維構(gòu)造，這些特征是證明咽弓是由軟骨細(xì)胞組成的重要特征。

研究團(tuán)隊(duì)在新標(biāo)本上第一對咽弓的位置上發(fā)現(xiàn)了與后部其他鰓弓一樣的疊盤狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)、鰓絲和蛋白微原纖維等構(gòu)造，進(jìn)一步表明，云南蟲擁有從前到后彼此相似、都具有細(xì)胞軟骨的7對咽弓。這7對咽弓在腹背兩端被成對的水平軟骨連接，組成了一個(gè)類似于籃狀的咽顱。所謂咽顱，是指脊椎動(dòng)物頭部消化道周圍的一組骨片，起到支撐和保護(hù)作用?，F(xiàn)生脊椎動(dòng)物的咽顱由頜弓、舌弓和鰓弓等咽弓的骨骼構(gòu)成。出現(xiàn)更早、位于脊椎動(dòng)物最基干位置的云南蟲咽顱特征支持了籃狀咽顱是更古老的祖先特征。

評審人：展示的信息是個(gè)里程碑

專家表示，作為現(xiàn)生脊椎動(dòng)物最古老的近親，云南蟲為揭示脊椎動(dòng)物的起源和早期演化提供了關(guān)鍵證據(jù)，對脊椎動(dòng)物頜和其他關(guān)鍵特征演化的探索將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

從另外一個(gè)角度來看，該項(xiàng)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(xì)生物學(xué)結(jié)構(gòu)的潛力。記者了解到，研究團(tuán)隊(duì)采用的研究技術(shù)是化石研究領(lǐng)域最具創(chuàng)新的嘗試，利用三維X射線斷層掃描顯微鏡、傅里葉紅外光譜、拉曼光譜、掃描電鏡和透射電鏡等多種手段，觀測云南蟲的細(xì)微結(jié)構(gòu)。

美國《科學(xué)》雜志的評審人評價(jià)：“這是對科學(xué)的重大貢獻(xiàn)，將成為古脊椎動(dòng)物學(xué)的一篇關(guān)鍵論文，展示了人們期待已久的、最可信的解剖結(jié)構(gòu)化石證據(jù)。他們所展示的信息是一個(gè)里程碑，在未來的許多年里，即使更高分辨率的研究也難以超越。”

關(guān)鍵詞： 脊椎動(dòng)物 生物學(xué)結(jié)構(gòu) 生物醫(yī)藥 生命起源