科技成果

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成果名称: 早寒武世澄江化石库中叶足动物的起源、分异及其对于探讨节肢动物起源的意义

成果登记号: 9612015J0061

第一完成单位: 西北大学

联 系 人: 陈京京

成果类型: 基础理论

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

   追溯现生动物门类的起源仍然是当今生命进化科学的前沿命题。在整个动物界,有两大类群的起源和早期演化最受关注:一是与人类最为相关的"最高等的"的脊椎动物,另一是约占现生动物界全部物种85%的"最庞大的"节肢动物。节肢动物到底起源于哪一类生物?现生动物学家曾提出过各种猜想,莫衷一是。古生物学家和进化生物学家根据寒武纪时广泛出现的躯干和附肢皆不分节的叶足动物化石推测,这些构造简单的蠕形动物很可能是节肢动物的原始祖先。然而,一直没有发现这两大类群之间关键的早期演化过渡类型的化石证据。近些年来,刘建妮博士等人通过对澄江化石库中呈精美软躯体构造保存的叶足动物的系统研究发现,叶足动物极有可能是节肢动物的祖先,并且在其"节肢化"过程中有四个关键步骤:1.头化;2.分节(a.躯干分节;b.附肢分节);3.躯干分部;4.附肢分异。具体的化石实证体现在:海口神奇啰哩山虫Miraluolishaniahaikouensis呈现出节肢动物原始的"头化"和"躯干分部",被认为是节肢动物中的Sphinx(Sphinx:狮身人面像;意味着海口神奇啰哩山虫像Sphinx一样,兼具叶足动物和节肢动物的镶嵌特征);大型叶足动物美丽尖山叶足Jianshanopodiadecora及海口大网虫Megadictyoncf.haikouensis所具有的多分支的原始叶足状附肢为节肢动物起源早期'附肢的分异'提供了一种可能的方式;尤其值得一提的是2011年2月24日,刘建妮等人在《Nature》杂志以封面论文形式报道了我国云南澄江化石库中一种叫做"仙人掌滇虫Dianiacactifomis"(因其外形酷似具刺的仙人掌而得名,同时我们给予它一个昵称'行走的仙人掌')的"进步"叶足动物。"仙人掌滇虫"已经发育出分节的附肢,但仍保留着柔软的蠕形躯干,确凿的化石实证表明节肢动物附肢的分节早于躯干的分节。这一发现首次初步破解了节肢动物门起源与早期演化这一长期困扰学术界的科学难题。NatureNews以专题新闻的形式'Walkingcactus'isarthropods'lostrelative('行走的仙人掌'是节肢动物遗失的远祖)报道了这一重大发现,英国剑桥大学的ConwayMorris教授评价此化石"提供了节肢动物软躯体到硬骨板演化过程中的关键证据"。瑞典乌普萨拉大学的叶足动物研究专家GrahamBudd博士认为仙人掌滇虫不仅为节肢动物演化谱系树增枝添叶,也对修正基因进化模型给出了非常有用的信息。同时,该研究成果还得到国内外学术界的广泛关注,NationalGeographicnews(美国国家地理新闻),NPR(美国国家公共电台),ScientificAmerican(科学美国人),NewScientist(英国著名的科普杂志'新科学家'),DPA(德国通讯社)、新华社、《科学时报》等多家学术媒体纷纷以大篇幅对该成果进行了正面的报道。正是由于仙人掌滇虫的重大科学意义,教育部以"中国澄江化石库发现节肢动物遗失的远祖"为题将仙人掌滇虫的研究评选为2011年度"中国高等学校十大科技进展"。同时仙人掌滇虫还入选了2012年度国际十大生物新属种(唯一一个入选的化石新属种,也是唯一一个代表中国入选的生物新属种)。除此之外,仙人掌滇虫已入选美国、加拿大、德国、日本等国科普书籍。