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“從(cong) 魚到人”演化關(guan) 鍵環節是在何時、何地，又是如何發生的？長頸鹿的脖子為(wei) 何那麽(me) 長？距今43500年前的古代老虎長什麽(me) 樣？3月17日，中國古生物學會(hui) 在江蘇南京發布“2022年度中國古生物學十大進展”評選結果，如上謎題被一一解答。

本次入選成果由中國科學院古脊椎動物與(yu) 古人類研究所、中國科學院南京地質古生物研究所、中國地質大學（武漢）、北京大學、南京大學、長安大學等科研院所和高校領銜完成。“十大進展”從(cong) 31項提名成果中選出，進展涉及自寒武紀到第四紀的多個(ge) 地質年代。

“自2017年‘十大進展’首次發布以來，中國古生物學十大進展已經成為(wei) 世界古生物學的一個(ge) 風向標。”中國古生物學會(hui) 秘書(shu) 長張元動告訴記者，除古生物學外，本次“十大進展”還涉及非常多的相關(guan) 學科，例如地層學、古生態學、古人類學、地球化學以及大地構造學等，是十幾個(ge) 學科融合交叉的研究進展。

雲(yun) 南蟲生態複原圖 中科院南京地質古生物所供圖

迄今最原始脊椎動物為(wei) 5.18億(yi) 年前雲(yun) 南蟲

現代脊椎動物從(cong) 何而來？最古老的脊椎動物是什麽(me) ？在地球生命演化的曆程中，有關(guan) 脊椎動物起源的問題始終是最吸引人的科學熱點。

演化生物學家通常根據現生頭索動物文昌魚的特征，推測脊椎動物的祖先是一類具有脊索、背神經管和鰓裂的後口動物。然而，這一假想的脊椎動物祖先始終沒有得到化石證據的支撐。

這些重大古生物學問題的謎底，藏在位於(yu) 我國雲(yun) 南的澄江動物群中。2022年7月8日，由中國科學院南京地質古生物研究所研究員朱茂炎領導的“地球-生命係統早期演化”研究團隊和南京大學地球科學與(yu) 工程學院教授薑寶玉課題組密切合作完成的一項研究成果發表在《科學》雜誌。研究發現，5.18億(yi) 年前的寒武紀澄江動物群產(chan) 出的雲(yun) 南蟲，其咽弓具有脊椎動物獨有的細胞軟骨結構，確認了雲(yun) 南蟲是脊椎動物的最原始類群。

研究團隊利用三維X射線斷層掃描顯微鏡、傅立葉紅外光譜、拉曼光譜、掃描電鏡和透射電鏡等多種現代實驗技術手段，從(cong) 微觀解剖學結構上重新研究了一種此前分類存疑的動物：雲(yun) 南蟲。

通過對127塊雲(yun) 南蟲標本的鰓弓結構的再分析，研究團隊首次在雲(yun) 南蟲咽弓上發現了微納尺度三維保存的疊盤狀細胞結構和蛋白微原纖維構造，證明雲(yun) 南蟲具有脊椎動物獨有的、由細胞軟骨構成的咽弓，表明雲(yun) 南蟲屬於(yu) 原始脊椎動物。

“研究成果支持了雲(yun) 南蟲是一種幹群脊椎動物，為(wei) 脊椎動物的起源和早期演化提供了關(guan) 鍵證據，對脊椎動物咽顱關(guan) 鍵特征演化的探索將產(chan) 生深遠影響。”中科院南京地質古生物研究所研究員趙方臣表示，從(cong) 另一個(ge) 角度看，該研究再一次展示了澄江動物群化石具有保存微納尺度精細生物學結構的潛力。

5.35億(yi) 年前化石表明皺囊蟲更可能是蛻皮動物

▲2017年的《自然》封麵文章提出皺囊蟲是最原始的後口動物（圖片來源：Jian Han/Dinghua Yan）

5年前，一種隻有毫米大小、長著一張大口的動物登上了《自然》雜誌封麵，一度引發熱議。當時的一項研究認為(wei) ，這種名為(wei) “皺囊蟲”的微體(ti) 生物是最原始的後口生物，被認為(wei) 是人類遠祖的至親(qin) 。

▲最新研究繪製的皺囊蟲三維藝術複原圖（圖片來源：中國科學院南京地質古生物研究所）

但2022年8月，由長安大學、中科院南京地質古生物研究所等國內(nei) 外科研人員組成的研究團隊，通過對陝南約5.35億(yi) 年前的微體(ti) 化石皺囊蟲的深入研究，證實具有囊形體(ti) 構的皺囊蟲（約5.35億(yi) 年前）是蛻皮動物，揭示了囊形的體(ti) 構在蛻皮動物祖先類型中出現，為(wei) 蛻皮動物體(ti) 構起源的研究提供了更多的可能性；同時證實了皺囊蟲不是最早的後口動物，後口動物亞(ya) 界化石的首現時間仍應在約5.18億(yi) 年前（澄江動物群）。相關(guan) 成果發表在《自然》雜誌上。

▲對皺囊蟲化石解剖結構的分析（圖片來源：參考資料[1]）

皺囊蟲曾被解釋為(wei) 最早的後口動物的關(guan) 鍵特征，是此前研究認為(wei) 皺囊蟲具有“腮孔”。“皺囊蟲沒有腮孔，曾被解釋為(wei) 腮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。”中科院南京地質古生物研究所研究員張華僑(qiao) 告訴記者，同時，皺囊蟲的發育表皮、上皮不具纖毛、末端的口和環口的輻射對稱排列的結構表明它和蛻皮動物有更近的親(qin) 緣關(guan) 係。由此，研究團隊認為(wei) ，皺囊蟲更可能是蛻皮動物，而不是後口動物。

蛻皮動物是原口動物的一個(ge) 分支，包括環神經動物（鰓曳蟲、蛔蟲等）和泛節肢動物（三葉蟲、蜘蛛、蝦等）。已知最早的蛻皮動物出現在寒武紀“幸運期”，但都是環神經動物，皺囊蟲為(wei) 已知最早的蛻皮動物增添了全新類型。同時，皺囊蟲的“囊形”體(ti) 構明顯有別於(yu) 其他蛻皮動物的“蠕形”體(ti) 構，這表明“蠕形”並不是蛻皮動物唯一的體(ti) 構類型，蛻皮動物的最晚共同祖先也可能並非蠕形。

2022年度中國古生物學十大進展

1.誌留紀化石庫揭示早期有頜脊椎動物崛起與(yu) 多樣性

2.古基因組揭示新疆五千年來人群的形成曆史

3.超微結構揭示雲(yun) 南蟲具有原始脊椎動物咽部骨骼

4.皺囊蟲是早期蛻皮動物，而不是最早的後口動物

5.性選擇促進長頸鹿類頭頸部特異性演化

6.四萬(wan) 年前東(dong) 亞(ya) 現代人的顏料加工和創新性複合工具使用

7.中生代昆蟲關(guan) 鍵生態行為(wei) 的演化

8.世界首例老虎古基因組

9.大氣二氧化碳含量變化揭秘二疊紀末生物大滅絕機製

10.晚古生代冰室氣候下的全球變暖及海洋缺氧（並列進展10）

10.三疊紀-侏羅紀之交火山作用與(yu) 陸地生態係統波動影響（並列進展10）

參考資料：

[1] Liu, Y., Carlisle, E., Zhang, H. et al. Saccorhytus is an early ecdysozoan and not the earliest deuterostome. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05107-z

[2] New evidence proves saccorhytus is ecdysozoan. Retrieved Aug. 17th, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/961928

[3] 蛻皮動物體(ti) 構起源研究取得進展. Retrieved Aug. 18th, 2022 from https://www.cas.cn/syky/202208/t20220818_4844871.shtml

由科普中國重新排版編輯

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