图片源于:https://www.bristol.ac.uk/news/2022/august/saccorhytus–.html
一国际研究团队发现,早期被认为是人类祖先的神秘微生物属Saccorhytus实际上属于不同的家族树。
这种微小的生物酷似一个愤怒的小黄人,外形为一个多刺、皱巴巴的袋子,嘴巴大而周围有刺和孔,这些孔以前被解释为原口动物群体的腮孔,原口动物群体是人类深层祖先演化的来源。
然而,经过对来自中国的5亿年前化石的广泛分析,研究人员发现嘴周围的孔实际上是尖刺的底部,这些尖刺在化石保存过程中断裂,揭示了Saccorhytus的进化关系。
“其中一些化石保存得如此完美,以至于看上去几乎是活着的,”来自中国西安长安大学的古生物学教授刘云欢说道。
“Saccorhytus是一种奇特的生物,具有嘴但没有肛门,嘴周围环绕着复杂的刺。”
这项成果发表在《自然》杂志上,对早期的系统发育树和生命如何发展的理解作出了重要修正。
Saccorhytus的真实祖先故事与这种微小化石的内部和外部微观特征有关。
研究人员利用强大的计算机对数百张不同角度的X射线图像进行处理,重建出化石的详细三维数字模型。
来自布里斯托大学地球科学学院的研究员艾米莉·卡莱尔解释道:“化石的解读可能相当困难,而Saccorhytus也不例外。我们必须利用同步加速器作为我们分析化石的基础。”
“同步加速器提供非常强的X射线,可以用于拍摄化石的详细图像。我们拍摄了数百幅稍微不同角度的X射线图像,并利用超级计算机创建化石的三维数字模型,从而揭示其内外部结构的微小特征。”
数字模型显示,嘴周围的孔实际上是由另一层体现在身体内延伸而来,形成了嘴周围的刺。
“我们相信这些尖刺可以帮助Saccorhytus捕获和处理猎物,”来自南京地质古生物研究所的张华桥表示。
研究人员认为,Saccorhytus实际上是外骨骼动物的一种:这一群体包括了节肢动物和线虫。
“我们考虑了很多替代的群体,来看Saccorhytus可能与哪些生物有关系,包括珊瑚、海葵和水母,这些生物也有嘴但没有肛门,”布里斯托大学地球科学学院的菲利普·多诺霍教授说,他是这项研究的联合领导者。
“为了破解这个难题,我们的计算分析将Saccorhytus的解剖结构与所有其他现存动物群体进行了比较,最终得出的结论是它与节肢动物及其亲缘关系较近,也就是昆虫、螃蟹和圆线虫所属于的群体。”
Saccorhytus缺乏肛门是这一微小古代生物引人注目的特征。
虽然想到的一个问题是消化废物的替代排出途径(从嘴排出,显然不太好),这一特性对于理解基本的进化生物学有着重要原因。
肛门如何出现——有时又会消失——有助于理解动物体型规划的演化。
将Saccorhytus从原口动物群体转移至外骨骼动物群体,意味着在原口动物的案例历史中划掉了一个消失的肛门,同时将其加入到外骨骼动物的案例中。
“这是一个非常意外的结果,因为节肢动物群体具有一个通过口到肛门的完整消化系统。
Saccorhytus的加入说明它在进化上已经发生了退化,放弃了它的祖先所继承的肛门,”来自美国弗吉尼亚理工大学的徐树海教授说,他是这项研究的联合领导者。“我们仍然不知道Saccorhytus在生命树上的确切位置,但它可能反映了所有这个多样性群体演化的祖先状态。”
这个国际研究团队包括来自布里斯托大学、长安大学(中国西安)、南京地质古生物研究所(中国)、中国科学院(南京)、中国地质科学院(北京)、山东大学(青岛)、瑞士光源、弗吉尼亚理工大学(美国)及第一海洋研究所(中国青岛)的研究人员。