全球最古老的動物化石:6億年前的海綿寶寶

2015-03-10 19:40

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6億年前的海綿化石(PNAS)

6億年前的海綿化石(PNAS)

「動物」到底是什麼時候出現在地球上的?10日發表於國際學術刊物的一項研究披露:中國科學家在貴州甕安生物群中發現一枚6億年前的原始海綿動物化石「貴州始杯海綿」。這一體積只有2-3立方公釐的微小化石,保存了精美的細胞結構和完好的水溝系統(canal system),是迄今為止全球發現的最古老的可靠海綿化石。

 

該發現不僅將原始動物在地球上出現的實證記錄從寒武紀(Cambrian)向前推進了6000萬年,還意味著動物共同祖先的起源時間可能遠遠早於古生物學家的傳統推測。海綿雖然是一種非常簡單的生物,但是它的演化過程仍有許多疑點,而且與早期動物的演化息息相關。

中國科學院南京地質古生物研究所表示,該院973項目首席科學家朱茂炎課題組完成了上述發現。該研究於3月10日發表在《美國國家科學院院報》(PNAS)。

研究第一作者殷宗軍博士表示,這枚海綿化石以磷酸鹽化的形式保存在白雲質磷塊岩中,標本體積微小、僅2-3立方公釐。研究發現,這一生物是一種與現代海綿動物非常相似的原始動物。

海綿動物是整個動物界中最原始的類群,雖然前人也曾報導過一些前寒武紀(Precambrian)地層中疑似的海綿化石,但由於沒有細胞結構和滿足水動力學需求的水溝系統等典型特徵,因而難以被學界認可。

殷宗軍說,「貴州始杯海綿」化石精美保存了細胞結構和完整的水溝系統,它的發現將海綿動物的化石記錄向寒武紀之前推進了6000萬年。結合現有的動物譜系樹和分子鐘推斷,所有動物共同祖先的出現還遠在6億年之前。

動物首先按照組成的細胞數,分為單細胞的原生動物(Protozoa)和多細胞的後生動物(Metazoa)。後生動物再被分為側生動物(Parazoa)和具有細胞組織的真後生動物(Eumetazoa)。今日絕大部份動物屬於真後生動物,但海綿屬於側生動物,牠在演化史上何時與真後生動物分道揚鑣,也一直是科學家亟欲解開的謎團。

甕安生物群產自貴州甕安縣境內甕福磷礦採區的磷礦地層內,距今約6億年。其中的動物胚胎化石作為迄今最古老的後生動物化石記錄,為研究動物在「寒武紀大爆發」(Cambrian explosion)之前的起源和早期演化歷程提供實證材料。

距今6億年前後的前寒武紀-寒武紀轉換期是地質歷史上最關鍵的時期之一。而破解動物起源之謎,需要在研究6億年前後地球環境背景的同時,尋找前寒武紀動物化石記錄。「貴州始杯海綿」標本為前寒武紀時期多細胞動物的化石記錄提供了新的重要例證,對瞭解動物起源和過程具有重要意義。

 

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