
張誌飛教授課題組複原的古代貝殼圖
日前,西北大學地質學係張誌飛教授帶領科研團隊研究發現,古代腕足動物被一種生物寄生,後者或能將腕足動物的食物轉為(wei) 自食。這一成果標誌著迄今化石記錄中最古老的寄生關(guan) 係正式被發現。
腕足動物是小型有殼的海洋動物,形似雙殼類,現存約450種,但是化石記錄顯示存在逾12000種。遠古腕足動物化石十分豐(feng) 富,在整個(ge) 顯生宙(5.4億(yi) 年前-至今)都有分布,在古生態學、古地理學和生物宏演化研究中發揮著重要作用。
西北大學地質係早期生命研究所研究團隊張誌飛課題組聯合瑞典和澳大利亞(ya) 學者,對10年前開始在滇東(dong) 地區烏(wu) 龍箐組大量采集的舌形貝型腕足動物進行了深入研究,發現這些腕足動物為(wei) 一新圓貨貝新種,並將其命名為(wei) 烏(wu) 龍箐新圓貨貝。
張誌飛教授及其科研團隊認為(wei) ,這些成層的腕足動物代表著5.15億(yi) 年前原位生活的腕足動物群落,它們(men) 殼體(ti) 周圍保存頭發狀的剛毛,殼體(ti) 後端長有繩索狀的肉莖,用以將這些殼體(ti) 錨定在海底。“經X射線微區熒光分析發現,這些腕足動物的殼體(ti) 內(nei) 部還保存完整的纖毛環取食結構和血管(脈管)係統。從(cong) 功能形態分析表明,這些腕足動物在生活過程中,通過螺旋形纖毛環的作用和擊打,讓水流從(cong) 殼體(ti) 兩(liang) 側(ce) 向殼體(ti) 內(nei) 部流入,形成層狀的水流,從(cong) 而進行呼吸和取食。”
“更有意義(yi) 的發現是,許多烏(wu) 龍箐新圓貨貝的殼體(ti) 上,長滿了白色管狀生物,它們(men) 沿著殼體(ti) 邊緣向外輻射狀排列,這些管狀生物沿著殼體(ti) 邊緣向外輻射狀排列,主要集中在殼體(ti) 兩(liang) 側(ce) 400-700的位置,與(yu) 殼體(ti) 內(nei) 部纖毛環的分布和血管(脈管)的分布極其一致,管子前端可能長有觸手,可以竊食腕足動物濾食過程中經由剛毛流入殼體(ti) 的生殖細胞等不同的有機食物。”張誌飛教授表示,經過進一步研究發現,這些白色管狀包殼生物寄生在腕足動物殼體(ti) 表麵,並對宿主生長造成極大的負荷和負麵影響。相對未感染的腕足動物個(ge) 體(ti) ,被固著腕足動物的生物量減少至少26%,因此這些包殼生活的蟲管與(yu) 其附著的腕足動物存在明顯的寄生關(guan) 係,屬於(yu) 偷竊寄生類型,代表了地球上最原始的寄生關(guan) 係。
該科研團隊透露,這種管蟲隻附著在烏(wu) 龍箐新圓貨貝一種腕足動物殼體(ti) 上生活,對其他同期腕足動物和其他生物,如三葉蟲不發生感染,因此屬於(yu) 專(zhuan) 性寄生蟲。
在地球46億(yi) 年的曆史中,距今5.2億(yi) 年左右的寒武紀屬於(yu) 生命大爆發的時期,地球生物在這個(ge) 階段開始誕生並演化。張誌飛教授認為(wei) ,大量出現的腕足動物和寄生生物化石,表明在5.4億(yi) 年前的寒武紀大爆發後不久,動物便需要與(yu) 寄生蟲作鬥爭(zheng) 。在陸地淺海時期,腕足動物在海洋底質的改造和硬化方麵發揮了“鋪路石”的作用,讓其他海底生物的繁衍生息成為(wei) 可能。這種密集的殼體(ti) 群落的發現表明,腕足動物門在傳(chuan) 統早寒武世之前已經超越三葉蟲成為(wei) 古生代殼體(ti) 數量的主要貢獻者和領跑者,也成為(wei) 早古生代海洋底質演化發展、擴展的主要生物動力,成為(wei) 地球上最早的動物宏觀生態工程。
“我們(men) 的係列研究將包殼生物追溯到寒武紀早期,向前推進了至少3000萬(wan) 年,並且首次在大量化石統計的基礎上論證了地球上最早的專(zhuan) 性寄生關(guan) 係,提出了包殼偷竊寄生是地球上最早出現的寄生關(guan) 係,開啟了寒武紀化石寄生蟲學的研究,表明了對抗性生物關(guan) 係在地球動物生態係統演化中發揮著重要作用。”張誌飛教授表示,這一係列研究將腕足動物支撐的早古生代海洋底棲動物群落結構前推到寒武紀早期,對理解地球動物生態係統的演化和過程有重要意義(yi) 。
該成果發表在《自然-通訊》期刊上。作為(wei) 西北大學早期生命研究團隊在寒武紀生態係統研究上取得的重要進展,該係列成果日前由包括《自然》及《自然-生態與(yu) 進化》等國際綜合期刊在內(nei) 的多家國內(nei) 外媒體(ti) 進行了重點推介和關(guan) 注。
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