科技日報記者 張曄
棘頭蟲是一類海洋和陸地生態系統中常見的體內寄生蠕蟲,能夠感染人、豬、犬、貓、魚等各類動物,是一類重要的醫學寄生蟲。但是,棘頭動物門雖然建立已有200余年,但起源問題一直沒有答案。4月10日,記者從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉,中國科學院南京地質古生物研究所博士生羅慈航在研究員王博指導下,與多國學者合作的研究成果表明,產自內蒙古道虎溝(約1.6億年前)的棘頭蟲化石——侏羅蟲,為解決棘頭動物門的起源之謎提供了實證。相關研究成果9日發表在國際期刊《自然》上。
侏羅蟲(a, 化石照片;b, 復原圖)及與現生棘頭蟲(c)的比較。南京古生物所畫師楊定華繪制侏羅蟲的復原圖。
動物界包含30余個門級分類單元,它們共同構建了動物演化的基本框架。每個門的起源一直是學界研究重點。長期以來,棘頭蟲一直被認為是一個獨立的門,即棘頭動物門。由于棘頭蟲的身體構型高度特化,其系統分類位置一直存在很大爭議。基于不同的形態學特征,不同學者分別提出棘頭蟲與扁形動物門、鰓曳動物門以及輪蟲動物門近緣的觀點。
然而,分子系統學分析表明,棘頭蟲最可能是輪蟲動物門中一個特化的類群。但是,營體內寄生生活的棘頭蟲的身體構型與自由生活的輪蟲有著很大的差異。同時,由于棘頭蟲是體內寄生蟲,很難保存為化石,其個體微小、身體結構趨同、分類特征不清,多屬于疑難化石,因此,中生代蠕蟲化石一直是古生物學領域的“冷門”,挑戰性極高。
研究團隊借助掃描電鏡、能譜分析等方法,對“道虎溝侏羅棘頭蟲”化石進行精細的解剖學研究發現,侏羅蟲的身體整體呈紡錘形,分成明顯的3部分,即吻突、頸和軀干。
侏羅蟲最奇特的特征是其位于軀干最前方的顎器。侏羅蟲的吻突具硬化的、略向下彎曲的刺。侏羅蟲身體上有約32對僅延伸至身體一小部分的縱毛列,類似的結構也常見于現生棘頭蟲。侏羅蟲的吻突中央保存了消化道,但軀干整體未發現明顯的消化道,其身體末端還有一個類似現生棘頭蟲雄性交合傘的結構。
侏羅蟲具鉤的吻突和較大的體型表明,棘頭蟲在侏羅紀可能已經演化出了內寄生的習性,也表明棘頭蟲可能起源自陸地環境,并在侏羅紀已經與其它輪蟲分化。
為進一步確定侏羅蟲的演化位置,研究團隊構建一個最新的、包含各類現生和化石蠕蟲動物的形態數據矩陣,并開展系統發育分析。結果表明,侏羅蟲的演化位置位于棘頭蟲的最根部,是棘頭蟲的基干類群。
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