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高分辨率顯微CT掃描 揭示寒武紀動物斷殼演化之謎

時間:2020-01-03 14:55:52 來源:科技日報

  斷殼桶螺斷殼期殼體外部結構(中科院南京地質古生物研究所供圖)

  中國科學院南京地質古生物研究所研究人員日前在云南玉案山組碳酸巖夾層中,發現了一類距今5.18億年前的新型軟舌螺動物——斷殼桶螺。他們采用高分辨率顯微CT技術,結合掃描電鏡觀察,首次復原了其完整的斷殼過程,為揭示動物斷殼行為的起源與演化之謎提供了重要線索。研究成果在線發表于國際權威期刊《古生物學》上。

  動物外殼的出現,是動物演化歷史中非常重要的革新事件,它對于塑造身體構型、保護脆弱的軟體以及實現生態擴張具有重要意義。但不斷生長的殼體也會阻礙動物的運動和消耗更多能量,為了克服這些缺點,一些帶殼動物演化出一種特殊的生存策略——斷殼,即通過分泌隔板及溶殼物質斷掉殼頂部分,但它何時起源又如何演化一直是個謎。

  南京地質古生物研究所副研究員殷宗軍介紹,他們發現的這種斷殼桶螺殼體彎曲,橫切面圓形或亞圓形,殼頂為頸狀結構。依據殼體表面結構,可識別出斷殼期及斷殼間期。他們在電鏡觀察的基礎上,采用高分辨率X射線三維無損成像技術,對斷殼期不同發育階段標本進行了三維重構,復原了桶螺殼體內部雙層隔板形成、殼體外側圓環形成和殼頂斷落的完整過程。

  他們推算,斷殼桶螺一生中至少斷兩次殼。對生存競爭激烈的寒武紀且處于食物鏈底端的桶螺而言,定期斷殼可有效減少能量耗損、提高運動能力,從而躲避捕食者,間接揭示寒武紀大爆發不僅是動物身體構型的大爆發,也是動物生存策略的大輻射。

  殷宗軍說,桶螺的斷殼現象是目前關于動物斷殼行為的最早化石記錄,其復雜的斷殼結構和過程,與地質歷史上以及現代的腹足動物斷殼過程均不相同,可能反映了其背后基因調控機制的差異,表明斷殼策略在不同類群中獨立起源了多次。(記者趙漢斌)

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編輯: 劉坤媛
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