云南蟲是脊椎動物的最原始類群！科學家找到兩大關鍵證據

誰能想到，寒武紀淺海里的這群身長4厘米左右的側扁形“蟲蟲”，會演化成如今骨骼分明、身形纖長的人類?

“我是誰”“我從哪里來”?關于人類起源的終極問題，自19世紀中葉達爾文拋出進化論的觀點后，科學家們持續不斷地潛心探索，嘗試追溯生命起源的奧義。

近日，我國科學家研究發現，5.18億年前的寒武紀澄江動物群產出的云南蟲，其咽弓具有脊椎動物獨有的細胞軟骨結構，確認了云南蟲是脊椎動物的最原始類群。該成果由中國科學院南京地質古生物研究所朱茂炎研究員領導的“地球-生命系統早期演化”研究團隊和南京大學地球科學與工程學院姜寶玉教授課題組密切合作完成，并于2022年7月8日發表在美國《科學》(Science)期刊上。

云南蟲是脊椎動物的祖先不再只是假想

我們為什么關注脊椎動物?因為人類自己就是。

寒武紀生命大爆發是一本無字天書，為生命起源的研究繪制了一幅幅藍圖。南京古生物所趙方臣研究員告訴記者，在距今約5.05億年的加拿大布爾吉斯頁巖動物群和距今約5.18億年的中國云南澄江動物群，均產有豐富的、保存精美的以軟軀體結構為特征的動物化石。

這其中，就有云南蟲化石。

此次，科學家們利用先進實驗技術手段，證明云南蟲具有軟骨細胞構成咽弓，確認它是脊椎動物基干類群，并證實云南蟲處于脊椎動物譜系的最基干位置，介于尾索動物和其他脊椎動物(包括現生和化石物種)之間。“這一發現解除了云南蟲在動物系統樹中的位置存在的爭議，明晰了脊椎動物的起源。”

科學家找到了兩大關鍵證據

為什么說云南蟲是最原始的脊椎動物?論文第一作者田慶羿博士研究生告訴記者，因為它有著脊椎動物演化過程中最原始、最早期的特征——咽弓上疊盤狀細胞結構和蛋白微原纖維構造，這些特征是證明咽弓是由軟骨細胞組成的重要特征。

研究團隊在新標本上第一對咽弓的位置上發現了與后部其他鰓弓一樣的疊盤狀細胞結構、鰓絲和蛋白微原纖維等構造，進一步表明，云南蟲擁有從前到后彼此相似、都具有細胞軟骨的7對咽弓。這7對咽弓在腹背兩端被成對的水平軟骨連接，組成了一個類似于籃狀的咽顱。所謂咽顱，是指脊椎動物頭部消化道周圍的一組骨片，起到支撐和保護作用。現生脊椎動物的咽顱由頜弓、舌弓和鰓弓等咽弓的骨骼構成。出現更早、位于脊椎動物最基干位置的云南蟲咽顱特征支持了籃狀咽顱是更古老的祖先特征。

評審人：展示的信息是個里程碑

專家表示，作為現生脊椎動物最古老的近親，云南蟲為揭示脊椎動物的起源和早期演化提供了關鍵證據，對脊椎動物頜和其他關鍵特征演化的探索將產生深遠影響。

從另外一個角度來看，該項研究再一次展示了澄江動物群化石具有保存微納尺度精細生物學結構的潛力。記者了解到，研究團隊采用的研究技術是化石研究領域最具創新的嘗試，利用三維X射線斷層掃描顯微鏡、傅里葉紅外光譜、拉曼光譜、掃描電鏡和透射電鏡等多種手段，觀測云南蟲的細微結構。

美國《科學》雜志的評審人評價：“這是對科學的重大貢獻，將成為古脊椎動物學的一篇關鍵論文，展示了人們期待已久的、最可信的解剖結構化石證據。他們所展示的信息是一個里程碑，在未來的許多年里，即使更高分辨率的研究也難以超越。”(曹敏 蔡雨凡 于丹丹)