地球上大约有38个现生动物类别,而在绵长的地质前史演化中,三叶虫、古杯、笔石等许多动物类别均已绝灭。软舌螺(Hyolitha)也是一类现已灭绝的古生代海洋底栖无脊椎动物,从5.4亿年前的寒武纪生命大迸发开端茂盛,于二叠纪末绝灭,是寒武纪演化动物群的首要组成部分。
Triplicatellaopimus三槽螺复原图
自1840年Eichwald初度报导至今,软舌螺已在欧洲、北美、澳大利亚和我国等地被广泛发现和报导,其化石一般保存有锥管、口盖和附肢结构(附肢现在只发现于软舌螺类动物),依据形状软舌螺首要分为两个亚群:软舌螺目(hyolithids)与直管螺目(orthothecids)。在寒武纪初期,软舌螺阅历了快速的演化辐射事情,多样性极高。但时至今日,关于其生物特点及体系学研讨依然争议不休。
在前期研讨中,软舌螺动物根据壳体形状的类似性,长时间被置于软体动物门之下——软舌螺纲,或许独立成门——软舌螺动物门。
2017年,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,并将其解说为与触手冠动物(lophophorates)纤毛环取食结构同源的纤毛环(lophophore)。加之软舌螺具有口盖和椎管两种壳体,然后以为软舌螺动物应归于与腕足动物严密相关的触手冠动物(lophophorates)。随之,有学者在直管螺类化石中发现了与腕足动物类似的“肉茎”结构,然后进一步估测软舌螺动物与腕足动物具有较近的亲缘联系,乃至以为软舌螺归于腕足动物姊妹类群或冠群。
可是,也有学者经过壳体结构的精密调查和比照,发现软舌螺与同期软体动物的壳体具有类似的片状壳体显微结构,然后坚持软舌螺动物与软体动物的亲缘联系。
近期,西北大学前期生命与环境立异研讨团队张志飞教授辅导博士研讨生刘璠,联合课题组外籍青年千人Tim Topper和瑞典天然前史博物馆Skovsted博士经过扫描电镜、X-射线荧光剖析仪对澄江生物群软舌螺的最新调查与研讨,发现澄江化石库(寒武系第3阶)中直管螺类化石Triplicatella(三槽螺)保存有扇状摆放的触手结构(tentacles)。在比照研讨很多化石后,研讨者发现其触手状的取食器官在口盖腹部边际表里能够自在弹性。更进一步,根据对三槽螺口盖处保存的肌肉的研讨,研讨者初度重建了直管螺类除消化体系之外的壳体内部安排形状,丰厚了直管螺类化石的内部解剖信息。
澄江化石库中三槽螺Triplicatella自在弹性的扇状触手取食结构
对软舌螺与触手冠动物(腕足动物和帚虫)的功用形状比照研讨,研讨者发现软舌螺的触手状结构与触手冠动物(Lophophorata)的纤毛环(lophophore)功用不同,并非同源。剖析如下:
(1)软舌螺的触手状结构在形状上并不“环绕”口散布,不符合触手冠动物的纤毛环(lophophore)界说;
(2)功用上软舌螺的触手状取食器官可前后弹性,日子中触手取食结构面向海底,而非经过触手自在曲折,激打水流滤食;
(3)软舌螺触手状取食结构与腕足动物(Glottidia)幼虫阶段的触手冠形状外形存在类似之处,但幼虫时期腕足动物(Glottidia)的触手冠首要功用用于游水而并非滤食。
软舌螺类触手与触手冠动物触手比照
此外,研讨者还调查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。所谓“肉茎”实属椎管壳体残留的部分碎片或残痕。比照不同岩相和化石库标本,研讨者提醒了软舌螺壳体结尾保存的差异性,批改了国表里学者关于直管螺类化石“肉茎”的解说。
软舌螺所谓“肉茎”结构实为椎壳顶端尖缩壳体的部分碎片或残痕
上述研讨成果对软舌螺研讨具有重要意义。具体来说,这些成果:
(1)初度具体报导了澄江动物群化石Triplicatella(三槽螺)的内部解剖结构,提醒出了直管螺的触手取食结构,填补了直管螺类化石的口部解剖学空白,为争辩近200年软舌螺化石的体系剖析增添了新的要害软体化石依据。
(2)经过功用形状剖析提出了直管螺(orthothecids)以触手状结构营堆积取食,表明晰软舌螺从无附肢的直管螺逐渐向具有附肢的软舌螺(hyolithids)演化的演化过程,然后更好习惯海洋底栖日子。
(3)归纳软舌螺动物的壳体结构与内部解剖特征,以为软舌螺并不归于触手冠动物,否定了软舌螺归于腕足动物冠群或腕足动物姊妹群的定论,提出软舌螺在体系发作树中应置于冠轮动物干群,最可能与软体动物联系较近。