节肢动物门起源与早期演化难题被我科学家破解

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　　2月24日出版的英国《自然》杂志以封面论文形式发表了西北大学早期生命研究所青年教师刘建妮等人在早期动物起源演化研究上的又一突破性成果：《中国发现具有“节肢”的早寒武世叶足动物》。科研人员通过从云南澄江化石库中发现的节肢动物始祖――“仙掌滇虫”（Diania cactiformis），首次揭示了原口动物亚界中最令学术界困惑的起源谜团，即节肢动物门的起源与早期演化难题。
　　节肢动物门是现生动物中分异最大、属种数量最多的一个动物门，所拥有的物种数比地球上其余30多个动物门的物种数总和的4倍还要多。其主要包括昆虫类、蛛形类、甲壳类和已经绝灭了的三叶虫类。
　　节肢动物门形态极其多样，但是其身体主要由头部、分节的躯干和分节的附肢3个基本单元构成。特别是探索和研究有关这个在地球生态系统中扮演着极其重要角色的门类起源问题，一直是众多进化生物学家最为关注的科学命题。当今全球生物学家和古生物学家已经取得共识，节肢动物门最初应该是由某一类无头、躯干不明显分节、附肢也不分节的被称作“叶足动物”的古老蠕虫进化而来的。然而，学者们仍不清楚的是，到底是哪一类叶足动物首先迈出了通向节肢动物演化坦途的第一步；这“第一步”到底是先形成了头部，还是先着手躯干分节，或者先从附肢分节起步。人们都在期待远古化石能给出明确答案。
　　6年前，刘建妮和西北大学早期生命研究所所长舒德干等人发现了一种最先出现成对眼睛，因而开始头化，但其躯干和叶状附肢皆未分节的“神奇罗哩山虫”。相关文章作为2004年5月出版的《科学通报》（49卷10期）的封面论文发表。尽管这一重要发现可能代表了节肢动物与叶足动物之间的某种中间类型，但它只不过是一个旁支，也走进了演化的死胡同。于是，众多现代生物学家依据生命演化中常见的“先主体，后附件”的现象推测认为：叶足动物门向节肢动物门进化的顺序，很可能是“先躯干节化，后附肢节化”。
　　然而，2月24日出版的《自然》刊发的这篇研究论文通过从云南澄江化石库中发现的一种叫做“仙掌滇虫”（因其外形酷似云南的仙人掌而得名）的叶足动物化石，颠覆了这一学说假设。因为该奇特叶足动物虽然没有明确的头，其躯干也没有明显分节，然而其附肢的骨化分节却与节肢动物几无差异。无疑，这种能在远古海底行走的动物“仙人掌”，应该代表着由古老叶足动物向节肢动物过渡的一种关键的珍稀缺失环节。也就是说，仙掌滇虫就是一种学界期待已久、曾经淹没在远古历史尘埃中的节肢动物始祖，它大约生存在距今5.2亿～5.3亿年前的寒武纪大爆发期。
　　舒德干向《科学时报》记者介绍，这一发现之所以重要，就在于它提供了节肢动物始祖最初创新“节肢”的真实证据。节肢动物自从拥有了分节附肢，便如虎添翼，它们有的跑得更快了，有的跳得更高了，行动更灵巧了，有的甚至还学会将分节附肢改造成极为有效的捕食工具或性选择的得力帮手。从此，这类个头本来不是十分起眼的族群便在形形色色的生存斗争中获得了极大优势，一直受到自然选择的偏爱，“海陆空三军”全面蓬勃发展，终于成为地球上无处不在的真正王者。
　　据悉，长期以来，以舒德干为学术带头人的研究团队一直试图揭示动物界中3个亚界各主要动物门类的起源和早期演化奥秘。过去10余年间，他们不仅在著名的早寒武世澄江动物群中首次发现了前寒武纪埃迪卡拉生物群特有的“文德动物”春光虫（相关文章发表于美国《科学》杂志），为基础动物亚界跨越寒武纪/前寒武纪界限演化提供了可靠证据，更在《自然》和《科学》杂志上连续发表了10篇论文，发现了后口动物亚界全部“5+1类群”，揭示出该亚界完整的早期演化谱系。舒德干等人因“澄江动物群与寒武纪大爆发”研究荣获2003年度国家自然科学奖一等奖，这是该年度国家科技奖励唯一一个自然科学奖一等奖。
　　
　　（科学时报 ）

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