中新社南京7月8日電 (記者 楊顏慈)據中國科學院南京地質古生物研究所8日消息，中國科學家研究發(fā)現，5.18億年前的寒武紀澄江動物群產出的云南蟲，其咽弓具有脊椎動物獨有的細胞軟骨結構，確認了云南蟲是迄今為止發(fā)現的脊椎動物的最原始類群。該發(fā)現對揭秘包括人類在內的脊椎動物的起源，具有重大意義。
該成果由中國科學院南京地質古生物研究所朱茂炎研究員領導的“地球-生命系統(tǒng)早期演化”研究團隊和南京大學地球科學與工程學院姜寶玉教授課題組密切合作完成，并于2022年7月8日發(fā)表在知名的《科學》(Science)期刊上。
在生命演化歷程中，人類所屬譜系——脊椎動物的演化是最為壯麗的篇章之一。有關脊椎動物起源的問題始終是最吸引人的科學熱點。
距今約5.05億年的加拿大布爾吉斯頁巖動物群和距今約5.18億年的中國云南澄江動物群均產有豐富的、保存精美的、以軟軀體結構為特征的動物化石。這些化石是迄今為止世界上最古老的脊索動物，為揭開脊椎動物起源和早期演化之謎提供了珍貴材料。
科研人員認為，云南蟲分類位置存在的爭議影響了這類關鍵化石對脊椎動物起源的約束作用。針對云南蟲分類位置之謎，本次研究團隊利用三維X射線斷層掃描顯微鏡、拉曼光譜等多種現代實驗技術手段，希望從微觀解剖學結構著手去破解這一謎題。
該成果通訊作者、中國科學院南京地質古生物研究所研究員趙方臣介紹，研究團隊對云南澄江海口地區(qū)產出的127塊云南蟲標本的鰓弓結構進行了分析，首次在云南蟲咽弓上發(fā)現了微納尺度三維保存的疊盤狀細胞結構和蛋白微原纖維構造。疊盤狀細胞結構是軟骨細胞獨特的排列方式，而蛋白微原纖維是脊椎動物軟骨常見的細胞間基質的纖維結構。
“這兩個特征證明，云南蟲具有脊椎動物獨有的、由細胞軟骨構成的咽弓，表明云南蟲屬于原始脊椎動物。”趙方臣說。
為進一步確定云南蟲的具體演化位置，研究團隊整合了最新的、包括后口動物和早期脊椎動物化石在內的性狀矩陣，并增加云南蟲新觀察到的性狀特征信息，采用貝葉斯算法進行重建計算。分析結果證實云南蟲處于脊椎動物譜系的最基干位置，介于尾索動物和其他脊椎動物(包括現生和化石物種)之間。
由此可見，作為現生脊椎動物最古老的近親，云南蟲為揭示脊椎動物的起源和早期演化提供了關鍵證據，對脊椎動物頜和其他關鍵特征演化的探索均將產生深遠的影響。
該成果得到了中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項(B類)、國家自然科學基金委、現代古生物學和地層學國家重點實驗室等基金的大力支持。(完)