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貴州甕安發(fā)現(xiàn)6億年前的原始海綿動物化石——貴州始杯海綿


貴州甕安發(fā)現(xiàn)6億年前的原始海綿動物化石——貴州始杯海綿

貴州甕安發(fā)現(xiàn)6億年前的原始海綿動物化石——貴州始杯海綿
貴州甕安發(fā)現(xiàn)6億年前的原始海綿動物化石——貴州始杯海綿

海綿的“水溝系統(tǒng)”
(報道)據(jù)中國江蘇網(wǎng):熒屏上笨拙可愛的海綿寶寶是不少孩子的最愛 。近日,中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎課題組,在貴州甕安發(fā)現(xiàn)了一枚6億年前的原始海綿動物化石——貴州始杯海綿 。這一研究成果于今天凌晨4點,在線發(fā)表在《美國科學(xué)院院報》上 。這枚海綿化石被認(rèn)為是迄今為止最古老的海綿化石標(biāo)本,把海綿在地球上出現(xiàn)的實證記錄向前推進了6000萬年 。
課題組成員、古生物所的殷宗軍博士介紹,6億年前的氧氣含量極低,由于海洋中供氧不足,動物基本都是小不點 。這枚化石是從數(shù)百公斤化石中偶然發(fā)現(xiàn)的 , 只有米粒大?。畬籩本噸揮?.3毫米 。因為切片對化石有損害,殷宗軍特意將其帶到歐盟做了一次顯微“CT” 。
通過“CT”,殷宗軍發(fā)現(xiàn) , 這個海綿化石有成千上萬的細(xì)胞,每個細(xì)胞都保存得非常好,它們沒有明顯的細(xì)胞壁,像“乒乓球”那樣疊合在一起 。細(xì)胞與細(xì)胞之間有很多空隙 。“這和現(xiàn)代的海綿非常相似 , 這些空隙可以讓水從表面進出 。”殷宗軍說,此外,化石表面細(xì)胞之間有數(shù)量眾多的小孔 , 直通有開口的腔室 , 形成了簡單的水溝系統(tǒng),為遠古海綿提供了與外界進行物質(zhì)交換的通道 。可以想象,6億年前,這些海綿附著在淺水區(qū)的海底,獵食方式很原始,通過簡單的水溝系統(tǒng),鞭毛的運動產(chǎn)生水動力,對水體中的微生物進行濾食以維持生命 。這種結(jié)構(gòu),也和現(xiàn)代海綿很接近 。
南京專家發(fā)現(xiàn)的海綿化石,比之前公認(rèn)的海綿化石早6000多萬年 。專家透露 , 由于長相特殊 , 海綿曾一度被誤會成植物,事實上,它是動物 。與原始海綿相比,現(xiàn)代的海綿種類多樣 , 有的海綿個子是米級的,也有的海綿個子是毫米級的 , 和發(fā)現(xiàn)的原始海綿化石差不了多少 。
相關(guān)報道:最古老海綿化石證動物"共同祖先"出現(xiàn)早于6億年前
(報道)據(jù)揚子晚報(通訊員 陳孝政 采訪人員 朱姝):在海底生活著數(shù)量巨大的海綿“家族”,它們是世界上結(jié)構(gòu)最簡單的多細(xì)胞動物 。既沒有頭,也沒有尾 , 沒有軀干和四肢 , 更沒有神經(jīng)和器官 。但它們“歷史悠久”,是整個動物界中最原始的類群 。此前 , 古生物學(xué)界認(rèn)定其可靠的化石記錄最早大約出現(xiàn)在5.35億年前的寒武紀(jì)早期 。近日,中科院南京地質(zhì)古生物所朱茂炎研究員課題組將這一時間向前推進了6000萬年,這也意味著所有動物的“共同祖先”出現(xiàn)應(yīng)遠早于6億年前,遠早于古生物學(xué)家的傳統(tǒng)推測 。這一成果發(fā)表在今天的《美國科學(xué)院院報》上 。
“甕安生物群”讓古生物學(xué)家“很困惑”
“甕安生物群”產(chǎn)自貴州甕安縣磷礦地層內(nèi) , 距今約6億年,其中的動物胚胎化石是迄今最古老的后生動物,為研究動物在寒武紀(jì)大爆發(fā)之前的起源和早起演化歷程提供了獨一無二的實證材料,因此自從1998年這些胚胎化石被發(fā)現(xiàn)以來,受到國內(nèi)外科學(xué)界的極大關(guān)注 。雖然發(fā)現(xiàn)了大量動物胚胎化石,但卻一直缺乏可信的動物成體化石,所以不少學(xué)者對于甕安生物群中胚胎的動物屬性有所質(zhì)疑 , 認(rèn)為它們也有可能是硫細(xì)菌或者綠藻 。
“甕安生物群中究竟有沒有動物呢?這一直是古生物學(xué)家所困惑的科學(xué)問題 。”該研究第一完成人殷宗軍博士告訴采訪人員,而轉(zhuǎn)機,就在他們新發(fā)現(xiàn)的一塊不足3立方毫米的小化石里 。
“米粒大”的化石卻是世界難題的“轉(zhuǎn)機”
這塊化石是以磷酸鹽化的形式呈三維立體的狀態(tài)保存在白云質(zhì)磷礦巖中 。殷宗軍博士說,這塊標(biāo)本十分微小,體積大約2-3立方毫米,就和一顆米粒差不多大小,被命名為“貴州始杯海綿” 。為了不破壞標(biāo)本,同時又能觀察到標(biāo)本的內(nèi)部結(jié)構(gòu),他們借助大型科學(xué)裝置歐洲同步輻射光源,使用了目前最先進的三維無損成像方法——相位襯度顯微斷層成像技術(shù),重建了該化石標(biāo)本的三維結(jié)構(gòu) 。
重建的結(jié)果讓小組成員們欣喜:化石整體外觀呈纏繞的管狀,由三個獨立的腔室共用一個實體基座組成,每一個腔室都有一個向上的開口;生物體已經(jīng)發(fā)生了明顯的細(xì)胞分化 , 而且標(biāo)本表面的扁平細(xì)胞和現(xiàn)代海綿表面的扁平細(xì)胞無論是細(xì)胞形態(tài)還是細(xì)胞之間的黏聯(lián)方式都十分一致;化石表面不同區(qū)域覆蓋的細(xì)胞具有不同的形態(tài)和定向,細(xì)胞之間發(fā)育了數(shù)量眾多的小孔,這些小孔直通有開口的腔室,和腔室一起形成了簡單的水溝系統(tǒng),為生物體提供了與外界進行物質(zhì)交換的通道;標(biāo)本的皮層之下沒有發(fā)現(xiàn)基膜 , 內(nèi)部也沒有發(fā)育骨針等礦化的骨骼 。但是,在腔室內(nèi)壁上發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)代海綿的領(lǐng)細(xì)胞結(jié)構(gòu) 。以上這些生物學(xué)特征表明它是一種與現(xiàn)代海綿動物非常相似的原始動物,固著在淺水區(qū)的海底通過簡單的水溝系統(tǒng)進行濾食生活 。
為發(fā)現(xiàn)更古老的動物始祖化石提供了依據(jù)
海綿是整個動物界中最原始的類群,它們沒有真正的組織和器官,只有細(xì)胞分化 。雖然前人也曾報道過一些前寒武紀(jì)地層中疑似的海綿化石,但也都被逐一證明并不是海綿,不被學(xué)界認(rèn)可 。
而“貴州始杯海綿” , 以其精美保存的細(xì)胞和完整的滿足水動力學(xué)需求的水溝系統(tǒng),成為目前為止最古老的海綿化石,將海綿動物的化石記錄向寒武紀(jì)之前推進了6000萬年 。
“甕安生物群”中原始海綿的發(fā)現(xiàn) , 預(yù)示著一些與這類海綿動物有共同祖先 , 但形體更復(fù)雜的真后生動物在“甕安生物群”中也應(yīng)該出現(xiàn) , 而所有動物的共同祖先則遠早于6億年前 。這一理論上的推測 , 為在更古老的地層中發(fā)現(xiàn)動物始祖化石提供了依據(jù),將指導(dǎo)科學(xué)家在溯源之旅中繼續(xù)前行 。
相關(guān)報道:地球動物祖先竟是6億年前老海綿
(報道)據(jù)新華報業(yè)網(wǎng)(通訊員 陳孝政 采訪人員 王晟):2—3立方毫米 , 半粒米大?。D昱菰諍K形⑸錚飧魴∩? ,居然就是地球上各種動物的老祖先——遠古海綿!中科院南京地質(zhì)古生物的專家最近“捉”到了它們的化石,測定年齡已有6億歲 。這不僅是全球發(fā)現(xiàn)的最古老的海綿動物化石,而且意味著復(fù)雜的多細(xì)胞動物起源的時間可能遠遠超過古生物學(xué)家的傳統(tǒng)推測 。今天上午,該研究成果將發(fā)表在著名學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)學(xué)院》院報上 。
遠古海綿可能是人類的祖先
“我們是誰?我們從哪里來?”這是困擾人類的永恒問題 。為了解開包括人類在內(nèi)的地球上生命起源的秘密,生物學(xué)家根據(jù)基因排列順序進行追蹤,古生物學(xué)家則在化石中尋找著答案 。而海綿這種不起眼的海洋生物,它的化石恰恰有非常重要的研究價值 。
海綿是地球早期生命演化中一種低等的動物,在早期生命的構(gòu)成中占有重要地位 , 在所有動物門類中約占5%的比例 。在前寒武紀(jì)和寒武紀(jì)的地層中,古生物學(xué)家都曾發(fā)現(xiàn)了大量的海綿化石,他們就此確定:海綿在生命結(jié)構(gòu)方面保存著最原始的特征,還見證了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的過程 。
南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎課題組的成員殷宗軍博士介紹 , 正因為這個原因 , 古生物專家都對“尋找古老海綿”興趣濃厚,希望能從中解開動物起源的奧秘 。可惜,多年來科學(xué)家們收獲甚微,鮮有新的發(fā)現(xiàn) 。
全球最早專家發(fā)現(xiàn)6億年前海綿
沒想到,中科院南京地質(zhì)古生物所的專家在貴州有了突破 。
在貴州甕安的磷礦地層中,有著全球科學(xué)界廣泛關(guān)注的甕安生物群,為研究動物在“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”之前的起源和早期演化歷程,提供了獨一無二的實證材料 。南京地質(zhì)古生物研究所的朱茂炎研究團隊采用新的技術(shù)手段,對當(dāng)?shù)剡M行了大量的標(biāo)本研究,終于取得了激動人心的進展——他們在甕安生物群中發(fā)現(xiàn)了一枚保存完好的原始海綿動物化石 。
殷宗軍博士表示,這枚名為“貴州始杯海綿”的化石很細(xì)?。?只有2—3立方毫米,比一粒米還小 。最珍貴的是 , 它還是一個“三維立體化石”,專家先用化學(xué)溶蝕法將它們剝離出來,然后放在最先進的大型科學(xué)裝置同步輻射光源下觀察,在不損害化石的情況下,能夠觀察到標(biāo)本化石的三維“亞微米尺度”的結(jié)構(gòu) 。
采訪人員看到 , 它們呈現(xiàn)不規(guī)則的杯狀,動物的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)也清晰易辨 。專家們都驚嘆它有相當(dāng)精美的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、完好的水溝系統(tǒng)——真是一個“完美”的原始海綿化石 。正是發(fā)現(xiàn)了這枚化石,讓科學(xué)家們相信 , 6億年前最原始的海綿已經(jīng)出現(xiàn)了,而且海綿體動物的年齡也因此向前推進了6000萬年 。
探秘海綿用“水溝”吸微生物維生
僅有半粒米大小的最原始的動物 , 它們會走嗎,怎么進食,怎么生活?殷宗軍博士在掃描電鏡下發(fā)現(xiàn) , 這些“海綿體動物” , 其表面的扁平細(xì)胞和現(xiàn)代海綿表面的扁平細(xì)胞,無論是細(xì)胞形態(tài)還是細(xì)胞之間的連接方式都十分一致 。
而化石表面不同區(qū)域覆蓋的細(xì)胞具有不同的形態(tài)和定向,細(xì)胞之間發(fā)育了數(shù)量眾多的小孔,這些小孔直通有開口的腔室,和腔室一起形成了簡單的“水溝系統(tǒng)”,為生物體提供了與外界進行物質(zhì)交換的通道 。專家們說 , 種種生物學(xué)特征表明,它與現(xiàn)代海綿動物有明顯的不同,但是總體上非常相似 。
專家們據(jù)此推測,6億年前的海綿動物是不會行走的,它們固定附著在淺水區(qū)的海底,“獵食”的方式也是很原始和簡單的,就是通過簡單的水溝系統(tǒng),鞭毛的運動產(chǎn)生水動力 , 靠著把吸進來的水中微生物濾食,以維持生命 。
此海綿非日常用的海綿
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海綿動物的體型從極其微小到2米長都有,常在其附著的礁石上形成薄薄的覆蓋層 。海綿動物形態(tài)各異 , 塊狀、管狀、分叉狀、傘狀、杯狀、扇狀……有的干脆叫不出什么形狀 。它們或色澤單一或十分絢麗 。海綿動物門約有5000個物種,分為790屬80科,從淡水到海生 , 從潮間帶到深海 , 全世界都有分布 。
海綿動物對人有用的僅僅是海綿的骨骼,如沐浴海綿,因為海綿質(zhì)纖維較軟,吸收液體的能力強,可供沐浴及醫(yī)學(xué)上吸收藥液、血液或膿液等用 。其他有些種類纖維中或多或少地含有矽質(zhì)骨骼,所以較硬,可用以擦機器等——但是這并不是我們?nèi)粘S玫暮>d 。
我們平常用來洗碗清潔、用作沙發(fā)墊子的海綿,是一種人造聚氨酯軟發(fā)泡橡膠 。聚氨酯是生活中最常見的一種高分子材料,廣泛應(yīng)用于制作各種“海綿”制品 , 以及避震、抗摩擦用途的彈性材料 。
相關(guān)報道:“海綿寶寶”的祖先在貴州甕安發(fā)現(xiàn)
(報道)據(jù)科技日報(實習(xí)生 朱文杰 采訪人員 張曄):可愛有趣的卡通形象“海綿寶寶”隨著同名動畫片風(fēng)靡世界,可它并不是我們?nèi)粘K佑|的人工海綿,而是生活在海洋里的天然海綿 。作為一種動物,天然海綿觸感柔軟并具有強吸水性,早在古羅馬時期就進入人們的生活,用來在洗澡時清潔身體 。
那么,“海綿寶寶”祖先在哪里?是不是也長著一個黃色長方形身體?海綿祖先在追溯地球動物起源的研究中有何價值?3月10日,《美國科學(xué)院院報》將以長文的形式發(fā)表中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員、973項目首席科學(xué)家朱茂炎課題組的最新研究進展:在我國貴州甕安生物群中發(fā)現(xiàn)了一枚6億年前的原始海綿動物化石——“貴州始杯海綿” 。這是迄今發(fā)現(xiàn)的全球最古老的海綿動物實體化石 。
海綿動物是整個動物界中最原始的類群,它們沒有真正的組織和器官 , 而只有細(xì)胞分化,因此在化石中識別海綿動物最理想的情況是找到保存了細(xì)胞結(jié)構(gòu)和完整水溝系統(tǒng)的標(biāo)本 。此次發(fā)現(xiàn)“貴州始杯海綿”化石,體積為2—3立方毫米,十分微小 , 是保存細(xì)胞結(jié)構(gòu)的三維動物成體化石 , 動物的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)清晰易辨,而且能看到精美完好的水溝系統(tǒng) 。
“這是海綿動物的典型特征,是在化石中識別海綿動物最理想的情況 。”該研究的第一完成人、南京古生物所殷宗軍博士告訴采訪人員,前人也曾報道過一些前寒武紀(jì)地層中疑似的海綿化石,但由于缺乏相關(guān)特征,無法被確認(rèn)為真正的海綿化石,而“‘貴州始杯海綿’很好地呈現(xiàn)了這些特征” 。
1998年,甕安生物群中首次發(fā)現(xiàn)動物胚胎狀化石,但由于缺乏可信動物成體化石的發(fā)現(xiàn) , 使得一些西方學(xué)者對甕安生物群中胚胎的動物屬性質(zhì)疑聲不斷 。隨著“貴州始杯海綿”的發(fā)現(xiàn),終于使得甕安生物群中是否有真正的動物化石這一疑問有了一個肯定的答案 。該發(fā)現(xiàn)不僅將海綿動物在地球上出現(xiàn)的實證記錄從寒武紀(jì)向前推進了6000萬年,還意味著復(fù)雜的多細(xì)胞動物起源的時間可能遠遠早于古生物學(xué)家的傳統(tǒng)推測 。這一理論上的推測為在更古老的地層中發(fā)現(xiàn)動物始祖化石提供了依據(jù),將指導(dǎo)科學(xué)家在溯源之旅中繼續(xù)前行 。
相關(guān)報道:中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)全球最古老原始動物化石
(報道)據(jù)新華網(wǎng)南京3月10日電(王玨玢):10日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)刊物的一項研究披露:中國科學(xué)家在貴州甕安生物群中發(fā)現(xiàn)一枚6億年前的原始海綿動物化石“貴州始杯海綿” 。這一體積只有2-3立方毫米的微小化石保存了精美的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和完好的水溝系統(tǒng),是迄今為止全球發(fā)現(xiàn)的最古老的可靠海綿化石 。
該發(fā)現(xiàn)不僅將原始動物在地球上出現(xiàn)的實證記錄從寒武紀(jì)向前推進了6千萬年,還意味著動物共同祖先的起源時間可能遠遠早于古生物學(xué)家的傳統(tǒng)推測 。
據(jù)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所介紹 , 該院973項目首席科學(xué)家朱茂炎課題組完成了上述發(fā)現(xiàn) 。該研究于3月10日以長文形式發(fā)表在《美國科學(xué)院院報》(PNAS)上 。
該研究第一完成人殷宗軍博士介紹 , 這枚海綿化石以磷酸鹽化的形式保存在白云質(zhì)磷塊巖中 , 標(biāo)本體積微小、僅為2-3立方毫米 。研究發(fā)現(xiàn),這一生物是一種與現(xiàn)代海綿動物非常相似的原始動物 。
據(jù)介紹,海綿動物是整個動物界中最原始的類群,雖然前人也曾報道過一些前寒武紀(jì)地層中疑似的海綿化石,但由于沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)和滿足水動力學(xué)需求的水溝系統(tǒng)等典型特征 , 因而不被學(xué)界認(rèn)可 。
殷宗軍說,“貴州始杯海綿”化石精美保存了細(xì)胞結(jié)構(gòu)和完整的水溝系統(tǒng),它的發(fā)現(xiàn)將海綿動物的化石記錄向寒武紀(jì)之前推進了6千萬年 。結(jié)合現(xiàn)有的動物譜系樹和分子鐘推斷,所有動物共同祖先的出現(xiàn)還遠在6億年之前 。
甕安生物群產(chǎn)自貴州甕安縣境內(nèi)甕福磷礦采區(qū)的磷礦地層內(nèi),距今約6億年 。其中的動物胚胎化石作為迄今最古老的后生動物化石記錄,為研究動物在“寒武紀(jì)大爆發(fā)”之前的起源和早期演化歷程提供實證材料 。
距今6億年前后的前寒武紀(jì)-寒武紀(jì)轉(zhuǎn)換期是地質(zhì)歷史上最關(guān)鍵的時期之一 。而破解動物起源之謎,需要在研究6億年前后地球環(huán)境背景的同時,尋找前寒武紀(jì)動物化石記錄 。“貴州始杯海綿”標(biāo)本為前寒武紀(jì)時期多細(xì)胞動物的化石記錄提供了新的重要例證,對了解動物起源和過程具有重要意義 。
相關(guān)報道:貴州始杯海綿:甕安生物群首個“成年”動物
(報道)據(jù)新華社南京3月10日電(王玨玢):3月10日,《美國科學(xué)院院報》(PNAS)發(fā)表了中國科學(xué)家“貴州始杯海綿”化石研究進展 。這枚形成于6億年前的原始海綿動物化石 , 將原始動物在地球上出現(xiàn)的實證記錄從寒武紀(jì)向前推進了6000萬年 。中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎介紹,這一化石的發(fā)現(xiàn) , 還解決了甕安生物群中是否存在動物化石這一受普遍關(guān)注的核心問題,再次肯定了我國甕安生物群是迄今全球最古老的后生動物化石庫 。
甕安生物群產(chǎn)自貴州甕安縣境內(nèi)甕福磷礦采區(qū)的磷礦地層內(nèi)(埃迪卡拉紀(jì)陡山沱組上部),距今約6億年 。20多年的研究發(fā)現(xiàn),甕安生物群主要由三維立體保存的多細(xì)胞藻類、大型帶刺疑源類和后生動物胚胎等多種化石組成 。其中的動物胚胎化石作為迄今最古老的后生動物化石記錄,為研究動物在“寒武紀(jì)大爆發(fā)”之前的起源和早期演化歷程提供了獨一無二的實證材料 。因此,自1998年首次發(fā)現(xiàn)動物化石以來,一直受到全球科學(xué)界的極大關(guān)注 。
但遺憾的是,甕安生物群中已經(jīng)研究發(fā)表的、解釋為動物化石的標(biāo)本以未分裂的受精卵和早期分裂的動物胚胎為主 , 而數(shù)量稀少的動物成體化石并未被學(xué)術(shù)界廣泛接受 。存在大量動物胚胎化石,但又缺乏可信動物成體化石的發(fā)現(xiàn),使得一些西方學(xué)者對甕安生物群中到底存不存在胚胎動物提出了質(zhì)疑 。沒有找到可靠的動物成體化石,我國甕安生物群中動物胚胎狀化石的生物學(xué)解釋已然陷入了尷尬的困境 。
“在寒武紀(jì)之前地層中,保存了磷酸鹽化微體動物和胚胎化石的甕安生物群只在我國貴州發(fā)現(xiàn) , 全球范圍內(nèi)前寒武紀(jì)地層中都沒有相似保存的化石群 , 這種唯一性一方面讓我國科學(xué)家獲得追溯動物起源的得天獨厚優(yōu)勢,另一方面也導(dǎo)致國際上能夠獲得相似材料進行的比對研究非常有限 。”朱茂炎說,生物有機體快速磷酸鹽化的機制決定了大的化石個體保存為化石的可能性極小,這可能導(dǎo)致甕安生物群中動物成體化石非常稀少,即使有保存 , 也可能是微小的碎片不易辨認(rèn) 。為了有新的發(fā)現(xiàn),科學(xué)家往往對幾百甚至上千公斤的含有化石的巖石進行逐一分析研究,“每一次科研上的突破,都需要大量重復(fù)枯燥的基礎(chǔ)工作,加上那么一點點運氣 。”朱茂炎說 。
那么甕安生物群中究竟有沒有動物呢?不懈的研究終于得到答案 。此次在甕安生物群中發(fā)現(xiàn)的“貴州始杯海綿”是保存細(xì)胞結(jié)構(gòu)的三維動物成體化石 。在僅僅2-3立方毫米如“米粒”般微小體積上,其動物的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)清晰易辨,完好的水溝系統(tǒng)保存精美,可以說,這一“成年”動物化石的發(fā)現(xiàn),使得甕安生物群中是否有真正的動物化石這一疑問有了一個肯定的答案 。《美國科學(xué)院院報》審稿人評價,“這是一個激動人心的新發(fā)現(xiàn)” 。
探索動物起源之謎
前寒武紀(jì)-寒武紀(jì)轉(zhuǎn)換時期(距今6億年前后)是地質(zhì)歷史上最為關(guān)鍵的時期之一 。在這一時期,隨著羅迪尼亞超大陸的裂解和岡瓦納大陸聚合,大量生命繁衍需要的無機鹽由此向海洋富集,與此同時,大氣自由氧含量的上升使全球表層海水徹底氧化 。一系列環(huán)境因素的利好,使得后生動物(又稱多細(xì)胞動物)這一更復(fù)雜更高等的生命在前寒武紀(jì)晚期的埃迪卡拉紀(jì)(6.35-5.41億年前)開始崛起,并在寒武紀(jì)早期發(fā)生大規(guī)模輻射式演化 。從最簡單的海綿動物到最高等的脊索動物在內(nèi),幾乎現(xiàn)生所有動物門類在寒武紀(jì)早期短短兩千萬年的時間內(nèi)快速出現(xiàn),這就是著名的“寒武紀(jì)大爆發(fā)”事件(5.41-5.20億年前) 。
動物的寒武紀(jì)大爆發(fā)作為一個客觀存在的事實已被廣泛接受,然而厚厚的前寒武系地層中卻鮮有后生動物化石的蹤影 。這一現(xiàn)象早在達爾文時代就引發(fā)了人們的關(guān)注,近兩百年來讓地質(zhì)學(xué)家和古生物學(xué)家感到困惑不已 。有關(guān)“寒武紀(jì)大爆發(fā)”的研究不僅沒有破解動物起源之謎 , 反而給這一生物演化事件蒙上了一絲神秘色彩,早年甚至被宣揚為上帝創(chuàng)世的地質(zhì)學(xué)證據(jù),激發(fā)了人們更多的疑問:寒武紀(jì)大爆發(fā)因何發(fā)生?地球生命在經(jīng)歷了30多億年的緩慢演化后為什么突然在寒武紀(jì)早期出現(xiàn)各種復(fù)雜的動物?前寒武紀(jì)地層中究竟有沒有留下這些復(fù)雜動物的祖先化石?如果有,它們到底是什么模樣……
這些懸而未決的問題長期以來是古生物學(xué)和演化生物學(xué)研究的前沿課題 。想要回答這些問題,則需要在研究6億年前后地球環(huán)境背景的同時,尋找前寒武紀(jì)動物化石記錄 , 追溯寒武紀(jì)大爆發(fā)的源頭 。
【貴州甕安發(fā)現(xiàn)6億年前的原始海綿動物化石——貴州始杯海綿】然而寒武紀(jì)之前的地質(zhì)記錄中多細(xì)胞動物的化石記錄十分稀有,而且著名的埃迪卡拉動物群(距今5.75-5.41億年)的宏觀生物又被認(rèn)為和寒武紀(jì)出現(xiàn)的動物沒有直接的親緣關(guān)系,只是生命演化史上一次失敗了的創(chuàng)新實驗 。因此找到寒武紀(jì)之前,尤其是早于埃迪卡拉生物群的動物化石記錄 , 對了解動物在地球上的起源時間和過程都十分重要 。此次發(fā)現(xiàn)的“貴州始杯海綿”標(biāo)本,就為前寒武紀(jì)時期多細(xì)胞動物的化石記錄提供了新的重要例證 。