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陕南发现5.35亿年前微体化石“皱囊虫” 蜕皮动物体构起源研究取得重要进展

时间:2023-08-12来源:网络作者:小白

陕南发现5.35亿年前微体化石“皱囊虫” 蜕皮动物体构起源研究取得重要进展


皱囊虫的复原图(复原图:杨定华绘)


陕南发现5.35亿年前微体化石“皱囊虫” 蜕皮动物体构起源研究取得重要进展


皱囊虫标本的扫描电镜照片


陕南发现5.35亿年前微体化石“皱囊虫” 蜕皮动物体构起源研究取得重要进展


皱囊虫系统位置图


(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:科研人员通过陕南约5.35亿年前的微体化石“皱囊虫”(Saccorhytus)的深入研究,对其亲缘关系和演化意义给予了全新解读,为蜕皮动物体构起源研究提供了重要信息。研究论文于2022年8月17日在国际顶级学术期刊《自然》(Nature)杂志上在线发表。该成果由中国科学院南京地质古生物研究所、长安大学、美国弗吉尼亚理工大学、英国布里斯托尔大学、山东科技大学、德国柏林自由大学、中国地质科学院地质研究所、自然资源部第一海洋研究所和瑞士光源的科学家组成的国际联合研究团队共同完成。


皱囊虫于2017年报道于陕南西乡县张家沟剖面寒武系幸运阶宽川铺组的含磷灰岩中,被解释为最早的后口动物,并由此提出后口动物可能有一个毫米大小的、生活在海底泥沙缝隙中的、有口无肛的祖先类型。后口动物包括棘皮动物(海百合,海星,海胆等)、半索动物(肠鳃类和羽鳃类等)、头索动物(文昌鱼等)、尾索动物(海鞘等)和脊椎动物(鱼、青蛙、鳄鱼、恐龙、鸟、老虎、熊猫和人类等)。支持皱囊虫为后口动物的关键特征是化石中的“鳃孔”结构,被认为是后口动物的原始特征之一。


皱囊虫是毫米大小的两侧对称动物,具有囊形的身体和末端的开口,围绕口发育了辐射状皱褶,辐射对称排列的具刺突起。本次基于更多的、保存更加完整的化石标本的深入研究表明,皱囊虫身体两侧对称排列了具刺骨板,反口面有大量小刺,而曾被解释为“鳃孔”的结构,很可能是封闭的具刺骨板在化石化过程中磨损形成的孔状结构。皱囊虫的一些关键特征,比如发育表皮又叫角质层、上皮不具纤毛、末端的口和环口的辐射对称排列的结构,表明它和蜕皮动物有更近的亲缘关系,因此皱囊虫更可能是蜕皮动物而不是后口动物。


蜕皮动物是原口动物的一个分支,它包括环神经动物(鳃曳虫,动吻虫,蛔虫,马线虫等)和泛节肢动物(天鹅绒虫,水熊虫,三叶虫,蜘蛛,昆虫,蜈蚣,虾,蟹等)。已知最早的蜕皮动物化石出现在寒武纪幸运期,但都是环神经动物,皱囊虫为已知最早的蜕皮动物增添了全新类型。皱囊虫在蜕皮动物内部的系统位置尚未解决,它可能是环神经动物的祖先类型、泛节肢动物的祖先类型或蜕皮动物的祖先类型。


蜕皮动物一般具有“蠕形”体构,它们的最晚共同祖先可能也是蠕形的。皱囊虫的“囊形”体构明显有别于其它蜕皮动物的“蠕形”体构,这表明“蠕形”并不是蜕皮动物唯一的体构类型,蜕皮动物最晚共同祖先也可能并非蠕形。


蜕皮动物体构的起源仍有待于对寒武纪幸运期已知最早的蜕皮动物的相互演化关系的进一步研究。


论文信息:Yunhuan Liu, Emily Carlisle, Huaqiao Zhang*, Ben Yang, Michael Steiner, Tiequan Shao, Baichuan Duan, Federica Marone, Shuhai Xiao*, Philip C. J. Donoghue*, 2022. Saccorhytus is an early ecdysozoan and not the earliest deuterostome. Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-022-05107-z.


注:本文第一作者为长安大学刘云焕教授与英国布里斯托尔大学Emily Carlisle女士;通讯作者为中国科学院南京地质古生物研究所张华侨研究员(hqzhang@nigpas.ac.cn)、美国弗吉尼亚理工大学肖书海教授、英国布里斯托尔大学Philip C. J. Donoghue教授。

2.3亿年前的恐龙是北美发现的最古老恐龙,它改变了我们对它们征服地球的认识

研究人员说,新发现的物种Ahvaytum bahndooiveche大约有一只鸡那么大。然而,它很可能是巨型蜥脚类恐龙的祖先。(图片来源:uux.cn/Gabriel Ugueto)(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(Harry Baker):在美国出土的一只2.3亿年前从未见过的猛禽是北美有史以来发现的最古老的恐龙,也是地球上最早出现的恐龙之一。这只迷你恐龙大约有一只鸡那么大,可能是地球上有史以来最大的生物的远祖。它的发现震惊了古生物学家,他们之前认为当时北半球不存在恐龙。2012年,在怀俄明州的波波阿吉组首次发现了新物种Ahvaytum bahndooiveche的多个个体的部分遗骸。这些化石主要由腿骨组成,可以追溯到大约2.3亿年前的三叠纪(2.519亿至2.013亿年前)。该物种的名字在东肖肖尼部落的语言中大致翻译为“很久以前的恐龙”,该部落的祖先土地包括发现化石的地点。在1月8日发表在林奈学会动物学杂志上的一项新研究中,研究人员透露,a.bahndooiveche可能是一种Silesaurid恐龙,从头到尾高约1英尺(0.3米),长约3英尺(0.9米)。研究人员认为,它死的时候可能已经完全长大了。该研究的主要作者、威斯康星大学麦迪逊分校的古生物学家David Lovelace在一份声明中说:“它基本上有鸡那么大,但尾巴很长。”。A.bahndooiveche的遗骸暗示它是巨大的长颈蜥脚类恐龙的远亲。(图片来源:uux.cn/Grup Guix)腿骨的形状表明,A.bahndooiveche是蜥脚类恐龙的一个极其遥远的祖先,蜥脚类是一组巨大的长颈恐龙,如腕足龙和双齿龙,可能出现在大约5000万年后。洛夫莱斯说:“我们认为恐龙是这些巨大的庞然大物,但它们一开始并不是这样的。”比预期的要早新化石最引人注目的含义是,它们改写了古生物学家认为他们所知道的恐龙征服地球的速度。恐龙最早出现在冈瓦纳大陆,即古代盘古大陆的南半部,由现在的南极洲、南美洲、非洲、澳大利亚和亚洲部分地区组成。但研究人员写道,到目前为止,化石记录表明,恐龙需要长达1000万年的时间才能传播到泛古陆的北半部,即劳拉西亚,此后该地区被分为北美、格陵兰岛、欧洲和亚洲其他地区。然而,新发现的劳拉西亚恐龙只比公认的最古老的冈达瓦南恐龙年轻约300万年,冈达瓦南恐龙是巴西出土的一种未命名的Herrerasaurid物种,其历史可追溯到2.33亿年前。(之前已经提出了其他更古老的冈达瓦南恐龙化石,但尚未被古生物界广泛接受。)研究人员在怀俄明州的波波阿吉组发现了新发现的物种。(图片来源:uux.cn/David M.Lovelace)研究小组还在A.bahndooiveche周围地区发现了潜在的恐龙足迹,这些足迹可能比新化石还要古老。然而,他们写道,这些轨迹仍需要进一步研究。目前尚不清楚恐龙是如何如此早地出现在劳拉西亚的,但它们可能受到了一段异常潮湿的气候条件的帮助,即2.34亿至2.32亿年前的卡尼洪积层。这可能使恐龙更容易穿越地球赤道周围的沙漠。然而,研究人员表示,这只是一种理论,他们需要发现更多早期的劳拉亚恐龙,才能正确解开这个谜团。洛夫莱斯说:“我们正在填补这个故事中的一些内容,我们正在证明,我们长期以来持有的观点——这些观点得到了我们所掌握的零散证据的支持——并不完全正确。”。“我们现在有证据表明,恐龙在北半球的出现比我们想象的要早得多。”

英国采石场的奇怪凸起被证明是侏罗纪一些最大恐龙的1.66亿年前的恐龙“高速公路”

艺术家对侏罗纪时期杜瓦农场采石场的重建。Megalosaurus在Cetiosaurus附近散步。(图片来源:uux.cn/Mark Witton)(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(Patrick Pester):研究人员和采石场工人发现了一条巨大的恐龙“高速公路”,其中包括英国一些最大的恐龙留下的数百个脚印。这些足迹是在牛津郡的杜瓦农场采石场发现的,可以追溯到侏罗纪中期(2.013亿至1.45亿年前)。研究人员说,这是英国最大的恐龙足迹遗址。去年,一位名叫加里·约翰逊的采石场工人在采石场地板上感到奇怪的颠簸后,发现了第一个脚印。根据1月2日发布的一份声明,6月,研究人员与采石场工作人员合作挖掘了恐龙的“高速公路”。其中一条履带属于30英尺长(9米)的食肉动物巨龙Megalosaurus,这是一种已知的体型最大的食肉恐龙,侏罗纪时期生活在现在的英国。其他四条足迹来自巨型蜥脚类动物,最有可能是鲸龙。鲸龙(Cetiosaurus)长达60英尺(18米),是著名的梁龙的近亲,可能是当时英国已知最大的恐龙。伯明翰大学微观古生物学教授Kirsty Edgar是挖掘团队的一员,他在一封电子邮件中告诉《生活科学》杂志:“单个足迹的大小和覆盖的面积非常大。”。“我很敬畏,我站在曾经存在过的一些最大的动物曾经站过的地方,我喜欢试着思考它们要去哪里,以及为什么。”此次挖掘是为英国广播公司电视剧《为英国挖掘》拍摄的,该剧将于周三(1月8日)在英国播出。这些发现也是牛津大学自然历史博物馆最近开放的“破土动工”展览的一部分。Dewars Farm采石场的1.66亿年前的岩石与牛津郡另一个名为Ardley采石场的采石场相连,20世纪90年代在那里发现并重新埋葬了40多条轨道。埃德加指出,这两个采石场共同构成了世界上最大的恐龙足迹遗址之一。牛津郡在侏罗纪时期是一个热带沿海地区,有浅海泻湖和泥滩,类似于今天的佛罗里达群岛。这个环境很好地保存了恐龙踩踏的足迹。埃德加说:“有一点水分,所以沉积物会占据并保持轨道,但不会太多,以至于完全失去定义并坍塌。”。“而且,它很快就被风暴等覆盖了,使其在被其他动物侵蚀或破坏之前得以保存。”杜瓦农场采石场恐龙公路上的足迹。(图片来源:uux.cn伯明翰大学)研究人员使用相机和无人机记录了该地点,并创建了足迹的3D模型。Megalosaurus的足迹长约2英尺(65厘米),而最长的蜥脚类恐龙足迹长3英尺(90厘米)。根据研究人员发布的一份声明,根据足迹的大小和间距,研究小组估计Megalosaurus和蜥脚类恐龙的行走速度约为3英里/小时(5公里/小时),与人类行走的速度大致相同。巨龙和鲸龙当它们在19世纪首次被发现时,Megalosaurus和Cetiosaurus都被误认了。维多利亚时代的科学家认为Megalosaurus是一种蹲着的四足生物,而不是研究人员今天所知道的类似霸王龙的两足动物,而早期对Cetiosaurus的解释将其描述为类似鳄鱼的海洋捕食者,而实际上它是一种长颈陆地食草动物。研究人员现在将使用他们的模型和其他化石证据来了解更多关于这些恐龙及其环境的信息。牛津大学自然历史博物馆的地球科学家邓肯·默多克参与了此次发掘,他在声明中说:“保护工作非常详细,我们可以看到恐龙的脚被踩进踩出时,泥土是如何变形的。”。“除了洞穴、贝壳和植物等其他化石,我们还可以让恐龙走过的泥泞泻湖环境栩栩如生。”
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