解决百年争议填补研究空白 西大专家证实软舌螺不是腕足动物

■记者张潇

11月18日记者获悉，西北大学早期生命与环境创新研究团队张志飞教授指导博士研究生刘璠，联合课题组外籍青年科学家TimTopper和瑞典自然历史博物馆Skovsted博士对在澄江生物群发现的软舌螺化石开展了最新观察与研究发现：否定了软舌螺属于腕足动物冠群或腕足动物姊妹群的结论，认为软舌螺并不属于触手冠动物，最可能与软体动物关系较近。

该成果填补了直管螺类化石的口部解剖学空白，为争论近200年软舌螺化石的系统分析增添了新的关键软体化石证据。

200年以来，关于寒武纪大爆发时期无脊椎动物软舌螺的生物属性，在学术界一直存在着较大争议。有学者认为，软舌螺与腕足动物具有较近的亲缘关系，甚至认为软舌螺属于腕足动物姊妹类群或冠群。

软舌螺已在欧洲、北美、澳大利亚和中国等地被广泛发现和报道。其化石一般保存有锥管、口盖和附肢结构，在寒武纪初期，软舌螺经历了快速的演化辐射事件，也就是指寒武纪大爆发，在漫长的46亿年的地球历史演化过程中，包括脊柱动物在内的几乎所有的现生动物化石在寒武纪早期（5.4亿年前）地层中突然出现，多样性极高。但时至今日，关于其生物属性及系统学研究仍然争议不休。

张志飞介绍，2017年，古生物学家Moysiuk等人在加拿大布尔吉斯页岩的软舌螺类化石中发现了羽翼状的触手结构，并将其解释为与触手冠动物纤毛环取食结构同源的纤毛环。加之软舌螺具备口盖和椎管两种壳体，从而认为软舌螺动物应属于与腕足动物紧密相关的触手冠动物。随之，有学者在直管螺类化石中发现了与腕足动物相似的“肉茎”结构，从而进一步推测软舌螺动物与腕足动物具有较近的亲缘关系，甚至认为软舌螺属于腕足动物姊妹类群或冠群。但是，也有学者通过壳体结构的精细观察和对比，发现软舌螺与同期软体动物的壳体具有相似的片状壳体显微结构，从而坚持软舌螺动物与软体动物的亲缘关系。

那么，西北大学早期生命与环境创新研究团队有哪些新发现呢？首先，团队发现澄江化石库（寒武系第3阶）中直管螺类化石三槽螺保存有扇状排列的触手结构。发现其触手状的取食器官在口盖腹部边缘内外可以自由伸缩。

张志飞介绍说，触手冠动物（腕足动物、帚虫和苔藓动物）具有马蹄形排列的触手，口位于触手冠的基部，触手绕口的周围（置肛门于触手冠之外）排列。触手冠动物生活中，触手的基部稳定不动，随着触手的摆动，过滤的食物沿着触手臂流入口中，进行滤食生活。然而，软舌螺的触手状结构可以随着其身体内脏团肌肉的收缩而前后自由移动，表明其软舌螺的触手状结构与腕足动物等触手冠动物明显不同，并非被动滤食生活，而可能进行沉积取食；加之，形态上软舌螺的触手结构并不“围绕”口分布，因此并不符合触手冠动物的纤毛环定义；虽然软舌螺触手状取食结构与腕足动物幼虫阶段的触手冠外形存在相似之处，但腕足动物幼虫时期的触手主要功能用于游泳而并非滤食。这些证据都表明软舌螺的触手状结构与触手冠动物的纤毛环触手功能不同，并非同源。因此，软舌螺触手的功能形态研究表明软舌螺并非触手冠动物，与腕足动物亲缘关系较远。

此外，西北大学早期生命与环境创新研究团队还观察了澄江生物群中的云南肉茎螺，发现其椎管始端结构中并不存在腕足动物肉茎状的附着结构。云南肉茎螺属于软舌螺动物，2018年有研究者报道在其壳体末端发育了腕足动物肉茎状的“肉茎结构”，从而支持了软舌螺属于腕足动物。但是通过最新观察发现，云南肉茎螺锥壳始端并不存在“肉茎状”结构，所谓的肉茎实属锥壳壳体残留的部分碎片或残痕，这种保存的差异在其他化石库中也有类似的软舌螺化石可以佐证，从而否定了软舌螺具有肉茎的论断。因此，新的研究否定了软舌螺属于腕足动物或其姊妹类群。

西北大学的相关研究成果，近日在线发表于《国家科学评论》。

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