2023年10月13日

已知最早环神经动物肌肉系统演化被揭示

作者 admin

近日,中国科学院南京地质古生物研究所、自然资源部第一海洋研究所和国外科学家组成的研究团队,通过对陕南约5.35亿年前磷酸盐化特异保存化石的研究,发现其中一种类似“五环”的结构可能是环神经动物的翻吻部位肌肉组织,为环神经动物肌肉系统演化的研究提供了重要信息。该研究成果11日在线发表于国际期刊《英国皇家学会学报B–生物科学》。

肌肉系统与神经系统在动物的定向快速运动中起着重要作用。蜕皮动物包括泛节肢动物和环神经动物,分子生物学研究表明,蜕皮动物可能在距今约6.35亿~5.39亿年前的埃迪卡拉纪就已经出现,但蜕皮动物实体化石首次出现在约5.35亿年前的寒武纪幸运期早期。这些化石仅保存了表皮相关结构,而肌肉、神经等内部软组织却从未有过报道,这限制了对该时期蜕皮动物内部软躯体的功能形态学和演化意义的认识。

肌肉、神经等软组织保存成的软躯体化石具有稀缺性和重要性。本次研究一共报道了3枚标本,其中1枚呈现“五环”状结构,从顶到底由5个直径逐渐增大的环组成。研究认为,本次研究的标本与环神经动物大类中的鳃曳动物翻吻内部的肌肉系统有较好的可比性。应用鳃曳动物作为对比模型,标本可对比于翻吻内部肌肉系统,第2到第5环对应4条体壁环肌,36条纵向结构对应36条辐射对称的体壁纵肌,环肌和纵肌共同构成翻吻体壁的肌肉纤维网。

环神经动物是节肢动物的近亲,现生类群包括铁线虫、蛔虫、鳃曳虫等。很多环神经动物有可外翻的吻部,因此又叫翻吻动物。鳃曳动物的运动和摄食依靠体壁和翻吻内部的肌肉系统协同作用,那么在距今5.35亿年前,本次发现的类似鳃曳动物是如何生活的?

“本次发现的类似鳃曳动物标本在生活的时候,翻吻内部的肌肉系统有可能控制翻吻的内翻,从而协助运动和摄食。但其仅有有限的内翻能力,表明它运动缓慢、反应慢,所以相对于它的现生的‘亲戚’而言,它不大可能是一只凶猛的捕食者,而很可能是靠食用海底的有机质颗粒为生。”中国科学院南京地质古生物研究所研究员张华侨介绍,现生的鳃曳动物具有较长的翻吻收缩肌,翻吻能完全内翻,肌肉收缩能力更强。