陕西省科学技术协会科普宣传专栏 澄江动物群发现环节动物门的原始远祖

本报记者张梅

西北大学早期生命研究团队韩健研究员等人与英国剑桥大学合作，3月20日在英国《自然》旗下的《科学报道》杂志在线发表了重要科学发现《中国发现寒武纪早期具骨片的多毛类》。

地球上有脊索动物、节肢动物和环节动物三个躯体分节的动物门类。其中，环节动物是分节较为简单、原始的门类。该门类主要包括体表刚毛众多的多毛类（如沙蚕）和刚毛稀少甚至完全退化的寡毛类/蛭类两大类群。寡毛类/蛭类多生活在陆地或淡水，而更为原始的多毛类则主要生活于海洋。例如，现代海洋中的沙蚕具有成对细长的疣足和束状刚毛，疣足内部具有支撑其运动的足刺。

分子生物学研究显示，多毛类是环节动物中最为原始的类型。人们一直好奇，它们最古老的祖先会是什么样子呢？尽管分子钟研究推测多毛类起源于6.35—5.41亿年前的埃迪卡拉纪，但由于多毛类身体缺乏坚硬骨骼，因此其化石记录常以其钙质栖管形式保留，而以软躯体形式保存动物完整形貌的化石产地屈指可数。目前已知最古老多毛类软躯体化石记录是寒武纪，其中以5.08亿年前的寒武纪中期加拿大布尔吉斯页岩生物群中的多毛类化石最为丰富。我国寒武纪早期5.19亿年前的澄江生物群和稍晚的关山生物群中也各自发现了一枚完整标本。

韩健介绍，以往报道的寒武纪疑难化石wiwaxia和halkieriids曾被认为可能与环节动物相关，但目前绝大多数学者依据其体表的骨片结构特征认为这两种祖先类型应该与软体动物门更为接近。

团队在云南澄江生物群中发现了两个已知最古老多毛类新属种，包括古扇虫Ipoliknusavitus和中华隐刚毛虫Adelochaetasinensis。它们最为显著的特征包括完整的分节躯干和疣足，以及从疣足伸出的成束刚毛。最奇特的是，古扇虫的躯干表面还具有分节排列的小刺以及小刺之下的两行骨片结构。而这些骨片结构则常见于现代软体动物门和原始的触手担轮动物如wiwaxia和halkieriids的体表。因此，古扇虫应该是目前已知多毛类化石中保存最为原始特征的环节动物，对于探索环节动物门起源具有独特意义。中华隐刚毛虫的疣足内部具有由外部刚毛衍生而来的体内足刺，很可能更接近多毛类的冠群。

该项目得到国家自然科学基金、引智计划以及先导计划等项目共同资助。

小知识：

说起环节动物，大家最熟悉的莫过于蚯蚓了。蚯蚓是环节动物门寡毛纲的代表性动物。目前，世界上已知的蚯蚓有2500多种。达尔文曾指出，蚯蚓是世界进化史中最重要的动物类群。

蚯蚓有一个重要的特点就是再生。顾名思义，再生就是失去的地方又重新生长出来恢复原状，再生部位的遗传性状和原来相同。蚯蚓是环节动物，再生是环节动物最有趣的特征之一，这和环节动物的身体结构有着很大的关系。蚯蚓的身体由两条两头尖的管子套在一起组成，外层是体壁，内层是消化管，两层之间的广阔空腔是次生体腔，也称为真体腔，纵向有隔膜将身体分隔成一个一个的环节。蚯蚓维持基本生理活动的器官都是横向贯穿全身的，在断裂以后还能保留功能。蚯蚓的背部和腹部各有一条贯穿全身的血管，这两条血管依靠每个体节内部的毛细血管相连，独立形成简单的血液循环，当蚯蚓在平行于体节方向断裂时，每个体节内部的组织器官由于能利用毛细血管的血液循环而不会坏死。蚯蚓被切断以后，断面上会形成新的细胞团，形成栓塞将断面闭合，防止失血、组织液流失及微生物入侵。随着细胞的不断增生，缺少头的一段切面上，会长出一个新的头来；缺少尾巴那一段的切面上，会长出一条尾巴来。需要强调的是，蚯蚓具有再生的能力，但是这种能力受到物种、断裂体节位置和数量、环境温度湿度含氧量等诸多因素的影响。

蚯蚓是土壤生态系统的重要组成部分，有助于改善土壤结构和土壤的化学以及生物学特性，被称为改良土壤的“功臣”。有研究者估计，如果15亩土地中有100万条蚯蚓栖息，完全可以代替三个熟练的园丁全年每天轮流干8个小时的劳动，而且每年还可以获得1.8吨的蚯蚓粪。有些国家实行的“免耕法”，就是通过大量增加土壤中蚯蚓种群数量的方法来代替机械耕作。

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