5.35亿年前“五环”状结构揭示环神经动物的古老秘密

近日，一支由中国科学院南京地质古生物研究所、自然资源部第一海洋研究所以及国外科学家组成的研究团队，在对陕南的5.35亿年前磷酸盐化石进行深入研究后，惊人地发现了一个类似“五环”的结构。这个结构被认为可能是环神经动物的翻吻部位肌肉组织，这一发现为我们提供了关于这个古老生物肌肉系统演化的重要线索。这一研究成果于11日在线发表于国际期刊《英国皇家学会学报B–生物科学》。

肌肉系统和神经系统在动物的快速运动中扮演着关键的角色。蜕皮动物，包括泛节肢动物和环神经动物，据分子生物学研究，可能在距今6.35亿年前至5.39亿年前的埃迪卡拉纪就已经存在。然而，蜕皮动物的实体化石在5.35亿年前的寒武纪幸运期早期才首次出现。这些化石保留了表皮相关结构，但肌肉、神经等内部软组织却从未被发现，这限制了我们对这一时期蜕皮动物内部结构和演化意义的了解。

在这次研究中，研究团队一共报告了3枚标本，其中一枚呈现出“五环”状结构，由5个逐渐增大的环组成，从顶部到底部。研究人员认为，这个标本与环神经动物大类中的鳃曳动物内部肌肉系统相似。通过将其与鳃曳动物作为对照模型，这一标本的第2到第5环被认为对应着4条体壁环肌，而36条纵向结构对应了36条辐射对称的体壁纵肌。环肌和纵肌共同组成了翻吻体壁的肌肉纤维网。

环神经动物是节肢动物的近亲，现生的环神经动物包括铁线虫、蛔虫和鳃曳虫等。很多环神经动物都拥有可以外翻的吻部，因此也被称为翻吻动物。鳃曳动物依赖其体壁和翻吻内部的肌肉系统来进行运动和摄食。那么，在5.35亿年前，这个类似鳃曳动物的古代生物是如何生活的呢？

中国科学院南京地质古生物研究所的研究员张华侨表示：“这个类似鳃曳动物的标本在生活时，可能通过内部肌肉系统来控制翻吻的内翻，从而协助它进行运动和摄食。然而，它的内翻能力有限，这表明它的运动速度较慢，反应较慢。因此，与现代鳃曳动物相比，它可能不是一种凶猛的捕食者，更有可能是以食用海底的有机质颗粒为生的。”

相关领域的专家认为，这项研究首次揭示了已知最早的环神经动物的肌肉系统，同时也首次利用内部软组织的信息来限定这一古老生物的亲缘关系。这一研究揭示了早期动物肌肉系统的演化，凸显了肌肉系统在生物演化中的重要作用。研究还表明，类似于鳃曳动物的翻吻肌肉系统在寒武纪底界已知最早的环神经动物中就已经存在。这一发现为我们解开地球生命演化史上的一个古老谜团提供了重要线索。