云南網(wǎng)訊（記者 高藝萌 通訊員 王崴）9月3日，Nature出版集團(tuán)子刊Communications Biology（通訊生物學(xué)）在線發(fā)表了云南大學(xué)云南省古生物研究重點實驗室侯先光研究團(tuán)隊與英國萊斯特大學(xué)、牛津大學(xué)、曼徹斯特大學(xué)、中國科學(xué)院的同行共同完成的題為“寒武紀(jì)早期不同高肌蟲附肢結(jié)構(gòu)的差異揭示了干群真節(jié)肢動物軀體模式的多樣化”（Variation in appendages in early Cambrian bradoriids reveals a wide range of body plans in stem-euarthropods）的研究論文。研究者對世界自然遺產(chǎn)“澄江生物群”中的高肌蟲類化石進(jìn)行了全新的形態(tài)學(xué)研究，取得了新的重要認(rèn)識。翟大有副研究員為論文第一作者，劉煜研究員、侯先光研究員為通訊作者。
寒武紀(jì)澄江生物群中的高肌蟲化石。左：朵氏小昆明蟲；中：陳氏昆陽蟲；右：印第安蟲。修改自Zhai et al.,2019,Communications Biology。云南省古生物研究重點實驗室 供圖
節(jié)肢動物是顯生宙以來地球上物種多樣性最高的動物門類。在漫長的地史時期，大多數(shù)曾經(jīng)生活在地球上的節(jié)肢動物都由于殘酷的生存競爭而滅絕，但地層中豐富的化石記錄仍見證著這些已成歷史的物種多姿多彩的過往。
高肌蟲（分類學(xué)上為高肌蟲目，Order Bradoriida）是一類生活于寒武紀(jì)到早奧陶世的節(jié)肢動物，它們在中國西南部的寒武紀(jì)早期地層中尤為繁盛。在大多數(shù)地層中，高肌蟲均只保存有外殼，而軟軀體腐爛殆盡，僅在澄江生物群等少數(shù)特異埋藏的化石庫中，才有附肢結(jié)構(gòu)保存。因為外殼與介形蟲相似，長期以來高肌蟲被認(rèn)為是介形蟲中的一類。云南大學(xué)侯先光研究員等人通過對保存軟軀體的高肌蟲化石進(jìn)行了研究，提出它們不屬于介形蟲，極大地沖擊了學(xué)術(shù)界對于高肌蟲分類位置的認(rèn)識、也影響了對于介形蟲這一重要的甲殼動物類群演化歷史的認(rèn)識。但是，由于個體小、身披堅硬的外殼，高肌蟲的大多數(shù)附肢結(jié)構(gòu)仍難以研究、不為人知。高精度X射線計算機(jī)斷層掃描技術(shù)（顯微CT技術(shù)）的應(yīng)用，為揭開這一謎團(tuán)提供了機(jī)遇。
研究人員分別使用GE Phoenix Nanotom M型X射線掃描儀和Xradia 520 Versa型X射線顯微鏡，對產(chǎn)自云南澄江生物群的體長僅數(shù)毫米、附肢精細(xì)結(jié)構(gòu)以微米尺度保存的三種高肌蟲標(biāo)本——朵氏小昆明蟲、陳氏昆陽蟲和印第安蟲進(jìn)行了掃描和三維形態(tài)重構(gòu)，獲得了其形態(tài)學(xué)信息（圖2）。
結(jié)果顯示，這三種高肌蟲的附肢結(jié)構(gòu)存在巨大的差異。其中，昆明地區(qū)最常見的高肌蟲——朵氏小昆明蟲具有12對附肢，包括1對單支型觸角、4對具有兩排內(nèi)葉的雙分支型附肢、5對具有一排內(nèi)葉的雙分支型附肢以及2對形態(tài)特異且互不相同的單支型尾部附肢，其附肢組成為1+4+5+1+1。個體略小、較為少見的陳氏昆陽蟲則具有13對附肢，包括1對單支型觸角、3對各不相同的雙分支型頭部附肢、8對具有短小外肢和發(fā)達(dá)的內(nèi)葉的雙分支型附肢和一對短粗、具不發(fā)達(dá)內(nèi)葉的單支型尾部附肢，其附肢組成為1+1+1+1+8+1。
此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一枚此前未在澄江生物群中報道過的印第安蟲（未定種）標(biāo)本，它具有12對附肢，包括一對單支型觸角和11對內(nèi)葉及其上剛毛十分發(fā)達(dá)的觸角后附肢，其附肢組成為1+11。在上述3種高肌蟲中，陳氏昆陽蟲的附肢排布模式近似于有顎類，是一種高度進(jìn)化的類型；印第安蟲的附肢排布模式與葉足、奇蝦和大附肢節(jié)肢動物等相近，是一種十分原始的類型；朵氏小昆明蟲的附肢排布模式則十分獨特、在節(jié)肢動物大家族中難以找到相似型。
高肌蟲部分附肢。左上：朵氏小昆明蟲；右上：印第安蟲；下：陳氏昆陽蟲。修改自Zhai et al.,2019,Communications Biology。云南省古生物研究重點實驗室 供圖
研究結(jié)果顯示，不同高肌蟲之間，附肢模式的差異遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出高肌蟲作為目一級的分類單元所能囊括的范疇，而已經(jīng)達(dá)到亞門級別的差異。這說明，以介殼形態(tài)為基礎(chǔ)而進(jìn)行的寒武紀(jì)節(jié)肢動物的分類學(xué)工作，由于未能全面地涵蓋軟軀體形態(tài)信息而存在嚴(yán)重偏頗，并且極大地低估了早期節(jié)肢動物、尤其是雙瓣殼類節(jié)肢動物的物種多樣性。研究也從另一個方面表明，早期節(jié)肢動物已經(jīng)通過進(jìn)化輻射，獨立地演化出各種各樣的身體形態(tài)，以適應(yīng)和占據(jù)不同的生態(tài)環(huán)境。
此次研究受國家自然科學(xué)基金、云南省科技廳基金、云南省古生物創(chuàng)新團(tuán)隊項目等科研項目的資助。
