海綿動(dòng)物通常被認為是動(dòng)物界中最原始的類(lèi)群，分子鐘研究推測其起源時(shí)間在距今約7億年前，然而5.39億年（寒武紀）之前的海綿化石極為稀少并具有爭議。近期，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所袁訓來(lái)研究員領(lǐng)導的早期生命研究國際合作團隊，在湖北宜昌距今約5.5億年前（埃迪卡拉紀）的石板灘生物群中發(fā)現了一種冠群海綿動(dòng)物，填補了海綿動(dòng)物早期演化的重要環(huán)節。北京時(shí)間6月5日晚11點(diǎn)，該研究成果發(fā)表于著(zhù)名學(xué)術(shù)期刊英國《自然》（Nature）雜志。

圖1.螺旋網(wǎng)格海綿的正模標本（NIGP-176531）。（a）反射光照片；（b）激光掃描顯微鏡下的高程圖。

海綿動(dòng)物常被認為是最基礎和最原始的后生動(dòng)物，對地球早期海綿化石的尋找和研究能為我們探索動(dòng)物起源和早期演化模式提供關(guān)鍵證據。科學(xué)家理論推測認為，海綿動(dòng)物是最早的動(dòng)物祖先。正因為這個(gè)原因，古生物專(zhuān)家都對“尋找古老海綿”興趣濃厚，希望能從中解開(kāi)動(dòng)物起源的奧秘。可惜，寒武紀之前的海綿化石記錄十分稀少且大多存在爭議。海綿化石記錄存在長(cháng)達1.6億年的空缺，這一段撲朔迷離的歷史被稱(chēng)為海綿早期演化中“消失的歲月”。

沒(méi)想到，袁訓來(lái)團隊通過(guò)對石板灘生物群進(jìn)行大規模的化石挖掘，有了突破——他們新發(fā)現了一類(lèi)大型的冠群海綿動(dòng)物化石，命名為“螺旋網(wǎng)格海綿（Helicolocellus）”。

圖2.螺旋網(wǎng)格海綿生態(tài)復原圖。螺旋網(wǎng)格海綿具有輻射對稱(chēng)的錐形身體，表面具有多次分級的網(wǎng)格結構，由下部的“莖”狀結構連接到底部的盤(pán)狀固著(zhù)結構，直立底棲在沉積物表面。

“盡管沒(méi)有礦化骨針，但我第一眼就判定它是海綿動(dòng)物化石。”袁訓來(lái)舉著(zhù)化石介紹道，“你們看，它的這種方格狀結構，在一些典型的古生代六放海綿上也存在。它們形態(tài)和結構非常類(lèi)似，不同之處在于螺旋網(wǎng)格海綿的網(wǎng)格是有機質(zhì)組成，而在古生代海綿化石上則是由礦化骨針組成。”此外，本次新發(fā)現的螺旋網(wǎng)格海綿，還具有與六放海綿類(lèi)似的形態(tài)特征：如輻射對稱(chēng)的錐形身體、底部的盤(pán)狀固著(zhù)結構、可能的中央腔和推測的出水孔。“他們可能是親戚關(guān)系，這也表明埃迪卡拉生物群也許和現生動(dòng)物之間有某種直接的演化關(guān)系。”

圖3.螺旋網(wǎng)格海綿和其他動(dòng)物之間的演化關(guān)系。螺旋網(wǎng)格海綿顯示出與六放海綿相近的親緣關(guān)系，屬于冠群海綿動(dòng)物。

袁訓來(lái)表示，大多數現生海綿具有硅質(zhì)或鈣質(zhì)骨針。但這一發(fā)現提示研究人員不能完全以現生海綿作為藍本去尋找前寒武紀海綿化石，因為早期海綿可能沒(méi)有生物礦化骨針，并且可能不具備現生海綿的所有特征。“以前很多模棱兩可的、具有爭議的海綿化石記錄，有了再確認的機會(huì )。”

“螺旋網(wǎng)格海綿可能是理解動(dòng)物演化的‘羅塞塔石碑’。”在論文審稿過(guò)程中的一位專(zhuān)家評論道。據悉，羅塞塔石碑是古埃及托勒密王朝著(zhù)名石碑，是研究古埃及歷史的重要里程碑。

這并不是研究團隊第一次在石板灘生物群“挖”出“寶藏”。這一生物群產(chǎn)出層段的薄層灰巖中不僅保存有豐富多樣的埃迪卡拉型化石，也保存了大量的動(dòng)物遺跡化石和其他動(dòng)物的實(shí)體化石。南古所曾在其中發(fā)現了最早的動(dòng)物足跡化石，成果發(fā)表在2018年的《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志上；發(fā)現了最早的具有運動(dòng)能力的兩側對稱(chēng)動(dòng)物—夷陵蟲(chóng)，成果發(fā)表在2019年的《自然》（Nature）雜志上。

“現在關(guān)注度、科研投入都在提高，我相信以后我們在這里會(huì )發(fā)現更多的驚喜。”袁訓來(lái)說(shuō)。

南京日報/紫金山新聞?dòng)浾?張安琪