日前，西北大學(xué)早期生命研究團(tuán)隊(duì)張志飛教授指導(dǎo)博士生張志亮，在陜西省漢中市鎮(zhèn)巴縣小洋鎮(zhèn)小洋剖面燈影組西蒿坪段的碎屑灰?guī)r中，通過(guò)酸蝕處理方法發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)毫米級(jí)的微體化石。經(jīng)課題組前期研究，聯(lián)合澳大利亞麥考瑞大學(xué)教授、西北大學(xué)兼職教授格倫·布洛克，并與中科院南京地質(zhì)古生物研究所、英國(guó)自然歷史博物館、瑞典自然歷史博物館等國(guó)內(nèi)外學(xué)者合作研究，認(rèn)為這些微體化石代表地球已知最早的苔蘚動(dòng)物(苔蘚蟲)化石。10月27日，研究成果以長(zhǎng)文形式發(fā)表于《自然》。

苔蘚動(dòng)物是具有觸手冠的真體腔動(dòng)物，是一類水生群體固著底棲動(dòng)物，屬于典型的“草根動(dòng)物”。寒武紀(jì)大爆發(fā)事件，即在距今5.3億年前的地球海洋中，突然爆發(fā)性出現(xiàn)了包括脊椎動(dòng)物在內(nèi)的幾乎所有現(xiàn)生動(dòng)物的早期祖先代表，其在寒武紀(jì)特異型化石庫(kù)中保存得栩栩如生。但地質(zhì)歷史中非常重要的動(dòng)物門類——苔蘚動(dòng)物門，在寒武紀(jì)卻一直缺乏確鑿的化石記錄。不過(guò)，4.8億年前的奧陶紀(jì)之后，苔蘚蟲化石變得極為豐富，因此，它們也被認(rèn)為是奧陶紀(jì)大輻射的產(chǎn)物。

張志飛團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下，利用掃描電鏡、X射線斷層掃描技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)這些化石呈現(xiàn)雙向薄板狀網(wǎng)狀，背對(duì)背兩面覆有表皮細(xì)胞分泌幾丁質(zhì)蟲室。蟲室缺乏明顯的礦化，縱向5列或7列交替排列，顯示有清楚的模塊化幾何特征，清晰、可辨，兩側(cè)對(duì)稱，整體外形呈圓椎狀。化石研究表明，兩側(cè)動(dòng)物群落精致的幾何分布模式和嚴(yán)格的等級(jí)制度起源于5.3億年前，是寒武紀(jì)大爆發(fā)重要的生態(tài)創(chuàng)新。

經(jīng)過(guò)52個(gè)特征、18個(gè)類群和2個(gè)外群的最大簡(jiǎn)約法和貝葉斯分支系統(tǒng)學(xué)分析研究，表明該化石苔蘚動(dòng)物代表化石和現(xiàn)生苔蘚動(dòng)物的基干類群，為最原始祖先類型。

這項(xiàng)研究將苔蘚動(dòng)物門的地質(zhì)歷史從奧陶紀(jì)前推到寒武紀(jì)大爆發(fā)早期，將苔蘚動(dòng)物的地質(zhì)歷史前推至少5000萬(wàn)年。研究發(fā)現(xiàn)，兩側(cè)動(dòng)物模塊化生長(zhǎng)和群落分布比想象的早得多，表明現(xiàn)代苔蘚蟲可能起源于群居的祖先類型而不是單體生活祖先。寒武紀(jì)早期苔蘚動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步支持了由中科院院士舒德干團(tuán)隊(duì)所提出的三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)假說(shuō)，進(jìn)一步揭示了寒武紀(jì)地球動(dòng)物樹歷時(shí)4000萬(wàn)年，基礎(chǔ)動(dòng)物、原口動(dòng)物和后口動(dòng)物三大動(dòng)物亞界分階段、爆發(fā)性出現(xiàn)的過(guò)程。

“化石在燈影組西蒿坪段泥質(zhì)灰?guī)r中的發(fā)現(xiàn)表明了寒武紀(jì)苔蘚蟲與后期屬種相似，適宜在清澈的硬底質(zhì)環(huán)境中生活，從而揭示了泥頁(yè)巖中保存的特異型化石庫(kù)中缺乏苔蘚動(dòng)物化石的原因。”張志飛表示，該發(fā)現(xiàn)為地球動(dòng)物樹成型和寒武紀(jì)生命大爆發(fā)提供了新的證據(jù)，表明特異型化石的研究并不能完全揭示地史上生命演化的歷史過(guò)程，尚需其他化石的約束和補(bǔ)充。(陳彬 張行勇)

關(guān)鍵詞： 苔蘚蟲化石 微體化石 苔蘚動(dòng)物 苔蘚蟲