奇蝦研究證實(shí)真節(jié)肢動(dòng)物起源假說(shuō)

在國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下，7月17日，云南大學(xué)教授侯先光、博士叢培允、馬曉婭與美英科學(xué)家合作的研究成果在《自然》雜志在線發(fā)表。該研究揭示了澄江動(dòng)物化石群中的奇蝦腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)特征，為研究節(jié)肢動(dòng)物起源及其頭部分節(jié)的演化提供了神經(jīng)解剖學(xué)證據(jù)。

據(jù)悉，奇蝦是寒武紀(jì)生命大暴發(fā)時(shí)期zui引人矚目的動(dòng)物，體長(zhǎng)可達(dá)2米。因頭部zui前端有一對(duì)強(qiáng)壯的大爪肢，被認(rèn)為是寒武紀(jì)海洋中食物鏈的*捕食者。相關(guān)研究表明，奇蝦能為解決節(jié)肢動(dòng)物起源、復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)起源等重大科學(xué)問(wèn)題提供關(guān)鍵線索。

侯先光研究團(tuán)隊(duì)對(duì)澄江動(dòng)物化石群中奇蝦的一個(gè)新物種刺鉗里拉蟲(chóng)進(jìn)行了較全面的研究，揭示了該種奇蝦腦部神經(jīng)結(jié)構(gòu)的特征。通過(guò)顯微鏡觀察和SEM-EDX掃描，研究人員發(fā)現(xiàn)在刺鉗里拉蟲(chóng)的前腦之前還存在一對(duì)巨大的神經(jīng)節(jié)，用來(lái)控制奇蝦*的大爪肢。這種腦部神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征與現(xiàn)生有爪類天鵝絨蟲(chóng)相似。在昆蟲(chóng)、蝦、蟹等真節(jié)肢動(dòng)物中，頭部*對(duì)附肢的神經(jīng)節(jié)都源于中腦。證明了奇蝦的大爪肢與有爪動(dòng)物的觸角是同源的。

同時(shí)，發(fā)育學(xué)研究顯示，在真節(jié)肢動(dòng)物胚胎發(fā)育初期，上唇的原始細(xì)胞位于頭部zui前方，并在肌肉、神經(jīng)和基因表達(dá)等方面表現(xiàn)出一系列附肢的特征，后隨著胚胎的發(fā)育逐漸轉(zhuǎn)移到口的前方。

研究人員根據(jù)奇蝦的腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)和真節(jié)肢動(dòng)物胚胎發(fā)育特性推斷，奇蝦的大爪肢與真節(jié)肢動(dòng)物的上唇是同源的。該發(fā)現(xiàn)支持真節(jié)肢動(dòng)物起源于葉足動(dòng)物的假說(shuō)，終結(jié)了科學(xué)界關(guān)于奇蝦大爪肢同源性的爭(zhēng)論，否定了奇蝦是螯肢動(dòng)物祖先類群的假說(shuō)。

針對(duì)奇蝦大爪肢和真節(jié)肢動(dòng)物上唇之間巨大的形態(tài)學(xué)差異，研究人員認(rèn)為，從奇蝦向真節(jié)肢動(dòng)物的演化過(guò)程中，應(yīng)該存在一些演化上的過(guò)渡類型。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2014-07-21 第1版 要聞)