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作者 ｜ 李晨陽

人過留跡，雁過留痕，但水母是一種悲傷(shang) 的小動物——在地層中，它們(men) 通常什麽(me) 都留不下。

“大多數水母身體(ti) 97%的組成成分都是水，難以形成化石。這讓水母行為(wei) 的起源和演化成了學術界長期難以回答的問題。”西北大學研究員韓健對《中國科學報》說。

但一次機緣巧合，讓韓健找到了破解這個(ge) 難題的鑰匙。他和團隊的科學發現，水母的遊泳行為(wei) 可能是一個(ge) “副產(chan) 品”。相關(guan) 論文近日發布在eLife雜誌上。

稀有水母化石現身

2016年，韓健等人在已發表的澄江生物群化石中，偶然看到了一個(ge) 類似於(yu) 碗口的印痕，碗口下方有放射形的線條，形狀很接近現代水母。

通過仔細的鑒定，他們(men) 確認這是迄今已知最古老的遊泳型水母。

位於(yu) 雲(yun) 南的澄江生物群記錄了距今約5.18億(yi) 年的寒武紀生態景觀，現代動物的絕大多數門類都能在這裏找到祖先類型。

但在這次發現前，人們(men) 從(cong) 未在這裏找到過水母的痕跡。

“物以稀為(wei) 貴，這是非常難得的研究素材。”韓健說。

這隻水母為(wei) 什麽(me) 會(hui) 被保存在化石裏，並不是一個(ge) 很容易解釋的問題。科學家推測，澄江動物群曾經曆快速埋藏階段，很多生物在生前死後遭遇了劇烈的泥質濁流沉積，在物化條件及厭氧微生物的共同作用下，軟組織沒有來得及完全降解，就被轉換成了各種礦物，如無機碳，黃鐵礦、矽鋁酸鹽、磷酸鈣等。

然而這些化石還有一個(ge) 重大缺憾。

“現代水母是憑借傘(san) 緣的冠狀肌收縮、排水，產(chan) 生反作用力來推進遊泳的。但澄江生物群的水母化石並沒有留下這些肌肉的證據。”韓健說。

發現不會(hui) 遊泳的水母“祖宗”

幸運之光再次降臨(lin) 在陝南。

研究人員在比澄江生物群年代更為(wei) 久遠的寒武紀寬川鋪組（約5.35億(yi) 年前），發現了保存各種軟組織結構的水母化石。與(yu) 現代水母相似，在它們(men) 圍繞內(nei) 傘(san) 傘(san) 緣的位置，離散分布著直徑1~4微米的肌肉束。

但這些水母也表現出一個(ge) 與(yu) 現代水母不同的特征，無論是在孵化前還是孵化後很長一段時間，都被包裹在自身分泌的圍鞘之中。

這種結構讓科學家看著很眼熟。

參與(yu) 了這項研究的廈門大學近海海洋環境科學國家重點實驗室博士宋希坤說：“幾丁質圍鞘和鈣質骨骼在現生刺胞動物的水螅體(ti) 中廣泛存在，我們(men) 在寒武紀晚期發現的高等水螅化石中也發現了這種具有保護性的結構。”

“這些早期的，具有圍鞘的寒武紀水母，極有可能是一種特化的水螅體(ti) 結構。”宋希坤說，“它們(men) 應該是營底棲生活的，不能自由遊泳。”

陝南早寒武世寬川鋪組化石掃描電鏡照片顯示其環形肌肉（A-D）及係統化石複原圖(E)

那“水母”和“水螅”究竟是什麽(me) 關(guan) 係呢？可謂“你中有我，我中有你”，非常有趣。

按照現代生物係統分類，刺胞動物門包括珊瑚超綱和水母超綱，其中水母超綱又包含十字水母綱、立方水母綱、缽水母綱和水螅水母綱。

這些動物看起來形態各異，有的像樹枝花蔓，有的像透明魚缸，但其實可以大致分為(wei) 兩(liang) 種形態：固著階段的水螅體(ti) 和遊泳階段的水母體(ti) 。

以缽水母為(wei) 例，它們(men) 的生命過程大致可以分為(wei) ：受精卵、浮浪幼蟲、固著生活的水螅體(ti) 、具有遊泳能力的碟狀幼體(ti) 和可以遊泳捕食的水母體(ti) 。

仔細觀察，水螅體(ti) 其實可以大致看作倒立的水母，盡管它們(men) 的內(nei) 部形態結構會(hui) 有差異。

水母是怎樣遊起來的？

古老的化石就像一個(ge) 個(ge) 版塊，逐步完善著水母遊泳之謎的拚圖。

寒武紀第一期的小殼化石動物大多營底棲和表棲生活，早期水母也不例外。

它們(men) 在胚胎發育後期的水螅體(ti) 階段，具有一個(ge) 呈錐形或塔形的圍鞘，在水底的沉積物上生活。

被藏在圍鞘之中的環形肌肉係統，可以通過擠壓收縮水母鍾體(ti) 用來進食和呼吸。

而到了寒武紀第三期，水母已經可以遊泳了。

這大致鎖定了水母遊泳行為(wei) 可能出現的時間段。

“擺脫圍鞘束縛、能夠自由遊泳水母很可能出現於(yu) 寒武紀第二期，但暫時還沒有化石證據。”論文第一作者，青島海洋地質研究所王星博士說。

“按照達爾文進化理論，任何一個(ge) 複雜生命現象都是長期演變來的。我們(men) 推測，水母的遊泳行為(wei) 隻是底棲型水母取食、呼吸的副產(chan) 品。”

韓健說，“在長期的演化中，底棲水螅形水母逐步具備有節奏的神經衝(chong) 動、感受重力的平衡石、伸縮能力較強的冠狀肌、較厚的中膠層、比較深的下傘(san) 腔等內(nei) 在條件，脫胎換骨；又恰逢合適的外在條件，如海水氧氣含量的升高、水體(ti) 中的其他獵物等，從(cong) 而擺脫了圍鞘的束縛，成為(wei) 遊泳型水母開始自由地暢遊在大海之中。”

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