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近日，《自然》（Nature）雜志刊發了西北大學早期生命研究團隊的最新成果，我國學者在陜西省鎮巴縣的碎屑灰巖中發現了地球上已知最早的苔蘚動物化石。化石證據揭示，苔蘚動物門起源于寒武紀早期，這將苔蘚動物的起源向前推進了至少5000萬年。
距今5.41至4.85億年的寒武紀，是顯生宙第一個地質時代，在地球生物演化史上占據重要而關鍵的地位。這是一個神奇的時代，發生了寒武紀生命大爆發，涌現了幾乎當今地球所有動物門類的祖先，一舉奠定了顯生宙生物多樣性演化的基礎。
然而，許多人不知道，在寒武紀生物大家庭里，其實還有一個重要的生物類群一直沒有顯山露水，那就是苔蘚動物。
長期以來，苔蘚動物一直被視為奧陶紀才出現的動物，是奧陶紀生物大輻射事件的產物。不過這一認識，近日被我國學者在陜西省鎮巴縣發現最原始的苔蘚動物化石所改變。這一重要發現引起了科學界的廣泛關注，使人們的目光再次投向寒武紀生命大爆發這一生命史上絕無僅有的事件。
完美展現寒武紀生物類群的多姿多彩
寒武紀是生物創造最偉大的時代，無論是生物兩側對稱體制，眼睛、口器、脊索、硬骨骼、神經、頭、附肢、鰓腔等器官，還是生態習性、食物鏈上，都是生物界前所未有的新創造。
苔蘚動物個體微小，群體生長，營固著生活，生態習性復雜，在寒武紀生物群中非常獨特。這些動物都具有馬蹄形的觸手冠取食結構，但其個體很小，多呈管狀或囊狀，一般長僅數毫米，直徑不超過1毫米，個體連片群居，呈現樹枝狀。外形很像苔蘚植物，故被稱作苔蘚動物或者苔蘚蟲。因其消化道呈現U型，肛門位于觸手冠之外，又被稱之為外肛動物。
西北大學研究團隊在陜西省鎮巴縣小洋壩剖面燈影組西蒿坪段的生物碎屑灰巖中，發現了地球上最早的苔蘚動物化石。通過分析，研究團隊認為苔蘚蟲群體的多層次的可塑性和復雜性的模塊化構建起源于5.3億年前，闡明了寒武紀大爆發期間重要的生態創新。
苔蘚動物化石在寒武紀早期的發現，填補了寒武紀生物群長期以來留下的缺憾，更加突顯了寒武紀生命大爆發的強度，完美展現了寒武紀生物類群的多姿多彩面貌，進一步實證了寒武紀涌現幾乎所有現生動物門類祖先的這一演化奇觀，更加放大了寒武紀生物與前寒武紀生物之間存在的巨大差異。
演化歷史向前推進至少5000萬年
苔蘚動物與腕足動物、帚蟲動物統稱為觸手冠動物，研究這些動物的分類、形態功能和演化，有助于闡明無脊椎動物類群的親緣關系和系統發生。而苔蘚動物在寒武紀的發現，無疑為此提供了新的重要證據。
從發現的寒武紀苔蘚動物化石來看，其蟲室交替排列，幾何模塊化生長非常清晰，動物呈兩側對稱，整體外形為圓錐狀。這種新穎的幾何分布模式出現在兩側對稱動物中，顯示了寒武紀生命大爆發中又一個重要的生長創新模式。
另外，新的研究表明，苔蘚動物群體生活的這種復雜生態習性也起源于寒武紀生命大爆發。為此，西北大學學者提出，現代苔蘚動物可能起源于群居的祖先類型而不是單體生活的祖先。
寒武紀苔蘚動物的發現將該動物的地質歷史前推至少5000萬年，延長了苔蘚動物的演化歷史，使其從寒武紀一直延續至今。
為揭示寒武紀生命大爆發“添磚加瓦”
已有的研究表明，苔蘚動物化石發現有15000種，現生的有6500種。它們體表為鈣質或幾丁質蟲室，屬于典型的包殼造礁動物，絕大多數通常生活在淺海大陸架其他殼體動物或者硬底質上，少數種類借附著物穩固于泥沙中。苔蘚動物攝食水中的懸浮物。當觸手冠伸出體外時，觸手即伸展開，含有食物顆粒的水從觸手冠上部進入觸手內，然后聚集在口的上部，進入富有彈性的咽內，借咽的突然膨脹，吸入胃內。
苔蘚動物特有的營養方式和生長模式使其歷經漫長的演化過程，克服無數災難的考驗，才延續到現在，彰顯了這個動物群對環境有著極強的適應力和應對能力。
寒武紀苔蘚動物化石并非發現于通常科學家所寄予希望的泥頁巖里的特異埋藏化石群，而是發現于碎屑灰巖中，充分說明在不同的巖相和巖石中，同樣可能發現新的重要化石，可以獲得意想不到的可喜收獲，為全面揭示寒武紀生命大爆發的面貌添磚加瓦。這也是苔蘚動物化石的發現對研究寒武紀生命大爆發帶來的一個有意義的重要啟示。
（作者系中國科學院南京地質古生物研究所研究員、南京古生物博物館名譽館長）
來源：科普時報
