发现最早的动物蜕皮行为 5.35亿年前有吻动物的化石证据

作者:一依schland 14.5w阅读 21收藏
发现最早的动物蜕皮行为 5.35亿年前有吻动物的化石证据
发现最早的动物蜕皮行为 5.35亿年前有吻动物的化石证据
据西北大学(熊晓芬):7月10日在线出版的著名期刊《英国皇家学会会刊B:生物科学》(Proceedings of the Royal Society B: Biological sciences)发表了西北大学早期生命与环境创新研究团队的研究成果《蜕皮的起源:5.35亿年前有吻动物的化石证据》。研究人员发现了目前已知最为古老最直接的动物蜕皮的证据,将动物蜕皮行为从距今5.19亿年前提前到5.35亿年前(寒武纪最早期)。文章第一作者为博士研究生王邓,其导师韩健研究员为通讯作者。
有些动物在生长期间会出现蜕皮现象,旧的表皮脱落,代替以新长出的表皮。通常情况下动物每蜕皮一次,就长大一些。蜕皮动物包括节肢动物、缓步动物、有爪动物、线虫动物、线形虫动物和有吻动物(鳃曳动物、兜甲动物和动吻动物)。蜕皮现象在现生的节肢动物如知了、虾、蟹中最为常见。蛇虽然不属于蜕皮动物,但是一生中都在蜕皮,很多蛇蜕下的干燥表皮膜被称为“蛇蜕”,是一味中药材。
蜕皮动物的蜕皮方式虽然差别很大,有从头部蜕皮,也有从尾部蜕皮,还有从背部或腹部蜕皮,但都是遵循从外骨骼最薄弱处破裂蜕皮的原则。无附肢蜕皮动物的蜕皮方式主要是从破裂的吻部爬出。
之前发现的最早的动物蜕皮化石记录可以追溯到距今5.19亿年前寒武纪澄江动物群的泛节肢动物以及其它几种宏观有吻动物,这些动物的体长通常在1cm以上。古生物学家通常用来判断这些蜕皮化石的依据包括:同时存在两层将要分离的形状、大小基本一致的外骨骼,无任何内部软组织(如消化道)保存,表面强烈扭曲且不完整的外骨骼。
西北大学早期生命研究团队在陕西省汉中市西乡县大河镇张家沟剖面(寒武纪宽川铺组,距今约5.35亿年前)的最新发现和研究成果表明,个体微小(毫米级别)、外骨骼柔软的有吻动物也有蜕皮现象。团队在此发现了一些直径大约0.5mm,体长约1-2mm的近圆柱形有吻动物化石。这些动物的正常体表一般具有许多向外、向后指向的刺状骨板,这些刺状骨板能够保护动物身体不受伤害,并方便动物在松软沉积物中钻孔。但是研究人员在扫描电镜下发现,个别长圆柱形的化石表面的刺状骨板毫无例外向内指向。“这种保存状态并非是在搬运过程中因为虫体腐烂降解或者在流体搬运过程中偶然与沉积物摩擦产生,而是来自于有吻动物另一种蜕皮方式——反向蜕皮。”韩健介绍说,反向蜕皮的过程和蛇蜕皮的过程相似。“首先,因旧外骨骼太小限制虫体长大或者破损需要更新;然后,新生外骨骼在旧外骨骼之下产生并彼此分离;最终,虫体在沉积物中钻孔,旧外骨骼被沉积物阻挡而持续外翻,完全脱离体表形成反向蜕皮。”
英国皇家学会会刊(B)(Proceedings of the Royal Society B)是英国皇家学会所创系列期刊杂志中的旗舰杂志,发表与生命科学相关的研究结果,内容涉及到基础医学与治疗、分子生物学以及宏观生态学等几乎所有生命科学研究领域,属于生命科学领域研究中享有广泛声誉的杂志。(文/熊晓芬)
相关报道:科学家发现最早的动物蜕皮行为
据中国科学报(见习记者池涵 通讯员熊晓芬):有些动物在生长期间会出现蜕皮现象,如泛节肢动物和有吻动物等。日前,西北大学早期生命与环境创新研究团队研究员韩健及博士研究生王邓等人,发现了目前已知的最古老、最直接的动物蜕皮证据,将动物蜕皮行为从距今5.19亿年前提前到5.35亿年前(寒武纪最早期)。相关成果7月10日发表在《英国皇家学会会刊B:生物科学》上。
之前发现的最早的动物蜕皮化石记录,可以追溯到距今5.19亿年前寒武纪澄江生物群的泛节肢动物及其他几种宏观有吻动物,它们体长通常在1厘米以上。这次,研究团队在陕西省汉中市西乡县大河镇张家沟剖面寒武纪宽川铺生物群(距今约5.35亿年前)的最新发现表明,个体微小(毫米级别)、外骨骼柔软的有吻动物也有蜕皮现象。
研究人员发现了一些直径大约0.5毫米、体长约1~2毫米的近圆柱形有吻动物化石。这些动物的正常体表一般具有许多向外、向后指向的刺状骨板,这些刺状骨板能够保护动物身体不受伤害,并方便其在松软沉积物中钻孔。但在扫描电镜下,科研人员发现,个别长圆柱形的化石表面的刺状骨板毫无例外都指向内部。
“这种保存状态并非是在尸体搬运过程中因虫体腐烂降解,或在流体搬运过程中偶然与沉积物摩擦所产生,而是源于有吻动物另一种蜕皮方式——反向蜕皮。”韩健告诉《中国科学报》。
反向蜕皮的过程和蛇蜕皮的过程相似。首先,旧外骨骼太小限制虫体长大或者破损需要更新;然后,新生外骨骼在旧外骨骼之下产生,两者分离;最终,虫体在沉积物中钻孔,旧外骨骼被沉积物阻挡而持续外翻,完全脱离体表形成反向蜕皮。
韩健介绍,寒武纪生物和前寒武纪生物的一个重要区别在于,前寒武纪少见生物钻孔,而在寒武纪后生物钻孔比较普遍。由于生物的反向蜕皮与钻孔行为高度相关,此次发现进一步反映了埃迪卡拉纪至寒武纪转折时期古环境和生物演化的变迁。
相关论文信息:https://doi.org/10.1098/rspb.2019.0791

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