5亿年前的化石揭示了进化之谜的答案

在中国云南省东部发现的保存异常完好的化石集合使科学家们能够解开地球生命进化中的一个数百年之久的谜团，揭示了第一批制造骨骼的动物的样子。结果已于今天发表在英国皇家学会学报 B上。

大约 550 到 5.2 亿年前，在一次名为寒武纪大爆发的事件中，在地质眨眼之间，第一批建立坚硬而强壮的骨骼的动物突然出现在化石记录中。这些早期化石中有许多是简单的空心管，长度从几毫米到几厘米不等。然而，什么样的动物制造了这些骨骼几乎完全未知，因为它们缺乏将它们识别为今天仍然活着的主要动物群体所需的柔软部分的保存。

新收集的 5.14 亿年前的化石包括四个软组织仍然完好的 Gangtocunia aspera 标本，包括肠道和口器。这些表明该物种的嘴巴边缘有一圈光滑的、不分枝的触手，触手长约 5 毫米。这些很可能被用来刺痛和捕捉猎物，例如小型节肢动物。化石还表明，冈头虫有一个封闭的肠道(仅在一端开口)，分成内腔，填充管子的长度。

这些特征今天仅在现代水母、海葵及其近亲(称为刺胞动物)中发现，这些生物的柔软部分在化石记录中极为罕见。研究表明，这些简单的动物是最早建造构成大部分已知化石记录的坚硬骨骼的动物之一。

据研究人员称，Gangtoucunia 看起来与现代的水母水母息肉相似，具有固定在底层基质上的坚硬管状结构。触手嘴会伸出管外，但可以缩回管内以避免捕食者。然而，与活水母息肉不同的是，Gangtoucunia 的管子是由磷酸钙制成的，这是一种构成我们自己的牙齿和骨骼的硬质矿物质。随着时间的推移，使用这种材料建造骨骼在动物中变得越来越少见。

通讯作者、牛津大学地球科学系卢克·帕里博士说：“这真的是百万分之一的发现。这些神秘的管子经常在数百人的群体中被发现，但直到现在它们才被视为作为‘有问题的’化石，因为我们无法对它们进行分类。多亏了这些非凡的新标本，进化难题的关键部分已经牢固到位。”

新标本清楚地表明，Gangtoucunia 与之前对类似化石提出的建议无关。现在很清楚，刚头库尼亚的身体有一个光滑的外部和一个纵向分隔的肠道，而环节动物的身体是分段的，身体横向分隔。

该化石是在中国云南省东部昆明市高楼坊地段的一处遗址中发现的。在这里，厌氧(缺氧)条件限制了通常降解化石中软组织的细菌的存在。

博士 收集和发现标本的学生张光旭说：“我第一次发现钢头刺管顶部的粉红色软组织时，我很惊讶，也很困惑它们是什么。接下来的一个月，我又发现了三个标本。软组织保存，这很令人兴奋，让我重新思考了冈头虫的亲和力。冈头虫的软组织，尤其是触须，表明它肯定不是之前研究表明的类似priapulid的蠕虫，而更像是珊瑚，然后我意识到这是一个刺胞动物。”

虽然化石清楚地表明岗头水母是一种原始水母，但这并不排除其他早期管状化石物种看起来非常不同的可能性。研究小组此前从云南省的寒武纪岩石中发现了保存完好的管状化石，这些化石可以被鉴定为priapulids(海洋蠕虫)、叶足动物(具有成对腿的蠕虫，与今天的节肢动物密切相关)和环节动物。

共同通讯作者马晓亚(云南大学和埃克塞特大学)说：“管状生活方式似乎在寒武纪变得越来越普遍，这可能是对早期寒武世捕食压力增加的适应性反应。这项研究表明这种特殊的软组织保存对于我们了解这些古代动物至关重要。”

论文“卓越的软组织保存揭示了对寒武纪磷化管之谜的刺胞动物亲和力”将于11 月 2 日 在英国皇家学会学报 B上发表。