云南虫 编辑

脊索动物门动物

云南虫云南虫

云南虫(Yunnanozoon)属于脊索动物门(也有人认为其属于半索动物门),是迄今为止发现的脊椎动物的最原始类群。云南虫生活在约5.3亿年前寒武纪前期的浅海中。1991年被侯先光发现于中国云南澄江县帽天山,并命名为云南虫。是澄江生物群中最重要的发现之一。

形态特征

编辑

云南虫图册

云南虫是帽天山澄江生物群动物之一,身体侧扁,呈蠕形,一般长3至4厘米,大者可以长到6厘米,化石呈黑灰色薄膜状保存。云南虫的身体上长有一背中鳍和一对腹摺;脊索粗大,位于亚腹部,纵贯首尾。云南虫的脊索下方有13对生殖腺,每对生殖腺对应一个肌节,第1对生殖腺相对第6肌节,生殖腺的大小向后递减。

云南虫的消化器官包括口,咽喉,中肠和后肠等部分。口位于漏斗状前器之后端,咽喉位于鳃腔的后部;咽喉之前长有两对以上的齿状构造,这可能也属于消化器的一部分,后肠螺旋状,位于脊索的腹面。

云南虫的背部由22—24个骨骼化的肌节组成,肌节被近似平直的肌隔分开。云南虫的体内有一条贯穿前后的软管,作为肌肉的附着点。它的体内还有一对很小的侧折,后来演化成了哺乳类的四肢。云南虫身体的前端还有一个吸盘,它通过吸盘附在别的生物上来稳定自己的身形。

云南虫的鳃腔较大且很发达,发育有7对鳃弓和一中柱,鳃腔末端具一围鳃孔。鳃腔中发育了矿化的咽齿集合体构造,这些咽齿均呈很小而略弯的单锥形,长度最大的将近1毫米。云南虫也长有鳃丝,但其长度大大短于海口虫,而约等于鳃弓的宽度,向端部明显变尖。从保存上看,这些鳃丝很可能是指向鳃腔的,从而能更好地进行滤食行为。

生活方式

编辑
云南虫的身体长有发达的肌肉,它的运动依靠肌肉收缩使身体产生的波浪弯曲来游泳。血液循环的方式为闭锁式循环,呼吸用鳃进行。云南虫营底表滤食生活,在口部经过初步筛选的小颗粒进入鳃腔,食物颗粒及氧气在鳃腔中流动而被鳃丝附着,并通过咽进入肠道,而水流进入围鳃腔并通过身体中部腹面的围鳃腔孔排出体外。这种薄片状的丝状构造可增大过滤及呼吸表面积,是原始滤食功能的表现。

云南虫的脊索

编辑
云南虫原始的脊索是脊椎的前身,相当柔软,容易受到外力的伤害,似于如今脊髓中的软性物质,身体神经单元集中的脊索上,肢体的感觉可以通过脊索传到全身。

发现故事

编辑
1991年,侯先光研究员首先在帽天山发现了云南虫。它的头部在化石上不易保存,开始被认为是一种特殊的蠕虫。在这之后同属的“海口虫”又被发现了,大家把注意力集中到了这个新种上,而那块代表着所有脊索动物始祖的云南虫化石就一直研究院的办公桌上躺了两三年。

但是在1992年,舒德干等人却认为云南虫是更原始的半索动物。以下是他的文章原文:

Yunnanozoans(云南虫类 ) are a distinctive clade of Lower Cambrian metazoans. Although widely accepted as deuterostomes, their exact placement within this super phylum is controversial. Here we describe a new species of Haikouella

云南虫的发现不仅使脊索动物在地球上出现的历史往前推进了1500万年。同时解决了生物进化论上一个最棘手的难题之一,即脊椎动物与无脊椎动物两大类别的演化关系。这也具有非凡的意义。云南虫是无脊椎动物与脊椎动物之间最典型的过渡型动物,在进化生物学上占据十分重要的地位。它的发现使科学家们在为脊椎动物溯本清时有了进一步的线索。

最新研究

编辑

云南虫

2022年7月初,我国科学家研究发现,5.18亿年前的寒武纪澄江动物群产出的云南虫,其咽弓具有脊椎动物独有的细胞软骨结构,确认了云南虫是脊椎动物的最原始类群。

这次研究的另一个重要新发现是,云南虫的7对咽弓在腹背两端被成对的水平软骨连接,组成了一个类似于篮状的咽颅(咽颅是指脊椎动物头部消化道周围的一组骨片,起到支撑和保护作用,现生脊椎动物的咽颅由颌弓、舌弓和鳃弓等咽弓的骨骼构成)。篮状咽颅是现生无颌类脊椎动物和化石无颌类真显鱼(Euphanerops)的典型特征,然而寒武纪后斯普里格鱼和有颌类脊椎动物的咽颅是由一系列彼此分离的软骨棒组成。后斯普里格鱼的这种咽颅特征引起了关于脊椎动物祖先咽颅形态的争议。出现更早、位于脊椎动物最基干位置的云南虫咽颅特征支持了篮状咽颅是更古老的祖先特征。

由此可见,作为现生脊椎动物最古老的近亲,云南虫为揭示脊椎动物的起源和早期演化提供了关键证据,对脊椎动物颌和其他关键特征演化的探索均将产生深远的影响。

2022年7月8日,《科学》杂志发表研究称,中科院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎和南京大学教授姜宝玉合作的团队确认,距今约5.18亿年前的云南虫,其咽弓具有脊椎动物独有的细胞软骨结构,是脊椎动物的最原始类群。云南虫身体侧扁,一般只有3至4厘米长,形状上类似今天的蠕虫。

2023年7月28日凌晨,国际期刊《科学》杂志刊发中国西北大学古生物研究团队和中国地质大学(北京)、玉溪师范学院联合研究的专题学术评论《对“云南虫的超微构造揭示出其祖先脊椎动物咽骨”的评述》。该文对《科学》2022年7月曾发表论文的核心观点“云南虫是脊椎动物干群或原始脊椎动物”进行了剖析和否定。其“评述”还指出,利用贝叶斯谱系分析云南虫得出“脊椎动物干群”结论的特征矩阵明显存在诸多关键偏差。得出的修正结果是“云南虫在后口动物亚界谱系树中的位置低于低等脊索动物,与脊椎动物无关”。