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古生物学家透过化石研究,确立古代软舌螺动物在演化上的地位

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时间:2020-06-23
古生物学家透过化石研究,确立古代软舌螺动物在演化上的地位

古生物学家终于找到 5 亿年前一种生存在海底的奇特动物──软舌螺动物(Hyolitha)在演化树的位置,解决了古生物学百年来的谜团。

软舌螺动物是一种小型海生动物,几乎在世界各地都能够发现其蹤迹,大多是以牠们外壳的化石被发现。根据化石纪录来看,牠们大约在 5 亿 4 千万年前的寒武纪时期出现,之后在地球上生存至 2 亿 8 千万年前的古生代。

早在 175 年前人类就发现了这种动物的化石,但自从软舌螺动物一开始被发现并描述之后,在过去的 175 年当中,由于各种原因,科学家一直无法以科学的方式分类确定软舌螺动物在演化树上的正确位置。

原因之一是因为牠们的外型构造太特别,使牠们在生物分类学上的地位及与其他分类的关係都尚未确定。有些人认为牠们属于软体动物门(molluscs),也就是和常见的软体动物如乌贼、蛤蜊、蜗牛等属于近亲,但也有人认为牠们应该是独立的一门。而最新的研究结果指出,软舌螺动物其实应该独立为一门,而且和包含腕足动物门的触手冠动物(Lophophorata)较相近,也终于确立了这些早在几亿年前就灭绝的生物们在演化上的位置。这项研究结果发表于知名科学期刊《Nature》。

软舌螺动物的外型十分特别,有着像冰淇淋甜筒的圆锥型外壳与口盖,有些还会有一对向外延伸被称为「海伦体」(helens)的附肢(spines)。牠们以触手进食,以附肢移动,这样奇特的外型特徵组合让科学家长期为牠们的归类伤透脑筋。

触手冠成为分类依据

由于在化石中鲜有软组织能够保存且可供分析,这也使得软舌螺动物先前无法归类。通常一开始古生物学家会最先在化石中找到生物体内较坚硬的部位,像是牙齿、骨头或贝壳等,而软组织的部分则因为不易形成化石所以很少发现。要解决软舌螺动物长久以来的分类问题,关键在于化石中找到软组织。

来自加拿大多伦多大学的 Joseph Moysiuk 带领研究团队找到,并分析超过 1,500 种从加拿大及美国石头间挖掘出的样本,并针对其中一种软舌螺 Haplophrentis 进行研究,因而发现了软舌螺动物门的重要特徵。

他们在加拿大伯吉斯页岩(Burgess Shale)找到带有软组织的化石,经过分析内部保存的软组织之后,发现牠们拥有短触手围绕在身体中央的口器外围生长,捲在两个圆锥外壳与口盖之间。这样的发现显示这种古老的生物拥有被称为触手冠(lophophore)的进食器官,研究人员认为牠们会利用被称为海伦体这种弯曲附肢支撑身体,并且以触手冠滤食悬浮在环境中的物质。由于研究团队发现软舌螺的口器外围具有触手,这些软组织存在的证据就成了解开困扰科学家已久的分类问题的重要依据。

Joseph Moysiuk 表示,目前已知还存在的只有腕足动物门有类似的进食构造,这些研究结果也显示目前还存在的动物中与已经绝种的软舌螺动物最相近的应该是腕足动物门,而非软体动物门。

参与这项研究的古生物学者 Martin Smith 认为,这些研究成果是具有代表性的里程碑,解开了古生物学界中来由已久的重大议题,并且改变了往后科学家检视化石纪录的方式。

同样参与这项化石研究,来自英国杜伦大学的 Martin Smith 博士表示,将软舌螺动物放上正确的位置,并了解牠们的生存方式,让科学家能够更确切描绘古代海洋的生物系统。

这项研究成果在另一方面也对地球生物演化史研究有着重要意义。软舌螺动物最初发源的寒武纪时期正值生命大爆发时期,在相对短的时间内,许多主要的动物「门」大量出现并且快速的发散进化。Joseph Moysiuk 表示,若是能够将这些生物放上演化树,就能够解开长久以来的古生物之谜,知道这些生物的真正身分及位置。一旦找到一些非常古老的动物物种化石,就可能让我们得以解开演化这类动物的演化历史,并且确定它们在演化上的地位。除此之外,也能让科学家对于古代的生物大灭绝事件,像是距今约 2 亿 5 千万年前古生代时,造成包含软舌螺动物在内的大量陆生及海生动物灭绝的二叠纪─三叠纪灭绝事件(Permian-Triassic extinction event)能有更深一层的了解。

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