研究發(fā)現(xiàn)：軟舌螺與腕足動物具有親緣關(guān)系

近日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎課題組博士后孫海靜和研究員趙方臣與英國杜倫大學(xué)博士Martin Smith等人合作，對發(fā)現(xiàn)于我國寒武紀(jì)澄江生物群中一種具有肉莖結(jié)構(gòu)的軟舌螺動物新物種——“云南肉莖螺（Pedunculotheca diania）”開展了形態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)研究，表明軟舌螺動物與腕足動物具有親緣關(guān)系。該成果近日在英國《皇家學(xué)會學(xué)報B輯：生物科學(xué)》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）上發(fā)表。

軟舌螺動物是地球上出現(xiàn)最早的、具礦化外殼的兩側(cè)對稱動物代表，是古生代海洋中的常見類群，在寒武紀(jì)尤為繁盛。該類動物具有獨(dú)特的鈣質(zhì)錐狀管殼及口蓋，由直管螺類和軟舌螺類兩大亞群組成，其中后者錐殼內(nèi)伸出一對彎曲的附肢。由于缺乏軟體組織等解剖學(xué)信息，軟舌螺類在動物系統(tǒng)樹中的位置長期處于爭論和未定狀態(tài)。通常被認(rèn)為屬于軟體動物門，或者一個與星蟲動物門有親緣關(guān)系的獨(dú)立動物門。近來，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)大量保存觸手結(jié)構(gòu)的軟舌螺類化石，提出軟舌螺動物與觸手冠類帚腕動物超門具有親緣關(guān)系，但其準(zhǔn)確的分類位置仍尚無定論。

此次在距今5.18億年前的澄江生物群中首次發(fā)現(xiàn)的“云南肉莖螺”屬于直管螺類，通過始端肉莖狀結(jié)構(gòu)營底棲固著和濾食的生活方式。“云南肉莖螺”的始端固著結(jié)構(gòu)與腕足動物的肉莖特征極為相似，且兩側(cè)對稱的口蓋和錐殼可與腕足動物背腹殼類比。這一新的發(fā)現(xiàn)為解決軟舌螺動物的系統(tǒng)關(guān)系提供了重要證據(jù)。

為進(jìn)一步準(zhǔn)確分析軟舌螺動物的系統(tǒng)分類位置，研究小組建立了涵蓋11個相關(guān)動物類群的54個屬種、225個形態(tài)特征的數(shù)據(jù)集，應(yīng)用簡約法開展了生物譜系分析。結(jié)果顯示，軟舌螺動物為單系群，與腕足動物門相似，兩者均具有固著的肉莖結(jié)構(gòu)、雙瓣殼身體構(gòu)型、封閉的過濾腔及分化的絞合區(qū)等特征。但因其缺少腕足動物的共源性狀，如幼體階段胎殼上的剛毛及固著結(jié)構(gòu)、成體階段的低絞合面（假鉸合面），以及鞍形卷曲的觸手冠等特征，因而難以歸入腕足動物門，可能屬于腕足動物祖先類型（干群）。

分析還表明，軟舌螺動物及腕足動物可能均由寒武紀(jì)早期出現(xiàn)的托莫特殼類演化而來，且肉莖結(jié)構(gòu)為單系起源；而此前被賦予重要演化意義的殼壁細(xì)管狀結(jié)構(gòu)及殼疹結(jié)構(gòu)，在帚腕動物超門中則為多系起源。同時，該研究還顯示具肉莖的“云南肉莖螺”屬于軟舌螺動物的原始類型，后期的軟舌螺類及其他直管螺類均失去了肉莖及盤狀胎殼特征。

該項研究得到中科院先導(dǎo)專項B、國家自然科學(xué)基金及中英合作項目聯(lián)合資助。

論文信息：Sun H, Smith MR*, Zeng H, Zhao F*, Li G, Zhu M. 2018 Hyoliths with pedicles illuminate the origin of the brachiopod body plan.Proc. R. Soc. B 20181780. DOI:10.1098/rspb.2018.1780

云南肉莖螺的系統(tǒng)發(fā)育位置示意圖（現(xiàn)生動物圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

澄江生物群中的云南肉莖螺

云南肉莖螺復(fù)原圖