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高分辨率显微CT扫描 揭示寒武纪动物断壳演化之谜

来源:科技日报 发布时间:[2020-01-02]

中国科学院南京地质古生物研究所研究人员日前在云南玉案山组碳酸岩夹层中,发现了一类距今5.18亿年前的新型软舌螺动物——断壳桶螺。他们采用高分辨率显微CT技术,结合扫描电镜观察,首次复原了其完整的断壳过程,为揭示动物断壳行为的起源与演化之谜提供了重要线索。研究成果在线发表于国际权威期刊《古生物学》上。

动物外壳的出现,是动物演化历史中非常重要的革新事件,它对于塑造身体构型、保护脆弱的软体以及实现生态扩张具有重要意义。但不断生长的壳体也会阻碍动物的运动和消耗更多能量,为了克服这些缺点,一些带壳动物演化出一种特殊的生存策略——断壳,即通过分泌隔板及溶壳物质断掉壳顶部分,但它何时起源又如何演化一直是个谜。

南京地质古生物研究所副研究员殷宗军介绍,他们发现的这种断壳桶螺壳体弯曲,横切面圆形或亚圆形,壳顶为颈状结构。依据壳体表面结构,可识别出断壳期及断壳间期。他们在电镜观察的基础上,采用高分辨率X射线三维无损成像技术,对断壳期不同发育阶段标本进行了三维重构,复原了桶螺壳体内部双层隔板形成、壳体外侧圆环形成和壳顶断落的完整过程。

他们推算,断壳桶螺一生中至少断两次壳。对生存竞争激烈的寒武纪且处于食物链底端的桶螺而言,定期断壳可有效减少能量耗损、提高运动能力,从而躲避捕食者,间接揭示寒武纪大爆发不仅是动物身体构型的大爆发,也是动物生存策略的大辐射。

殷宗军说,桶螺的断壳现象是目前关于动物断壳行为的最早化石记录,其复杂的断壳结构和过程,与地质历史上以及现代的腹足动物断壳过程均不相同,可能反映了其背后基因调控机制的差异,表明断壳策略在不同类群中独立起源了多次。

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