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海口虫:揭开脊椎动物远祖的面纱—新闻—科学

发布时间:2017-12-04 阅读:

  海口昆虫:揭开脊椎动物祖先的面纱 - 新闻 - 科学网

  陈俊元等人的研究成果海口虫害表明,5.2亿年前,脊椎动物的进化已经开始。这些保存完好的化石显示了包括人类在内的脊椎动物祖先的生动肖像。这一发现被一些外国科学家誉为人类重塑地球生命史的惊人成就。

  ■记者张文静

  昆明滇池昆明海口镇穗村,有一条长2000米,宽1000多米的斜坡,当地人称之为大石凳凳和发祥穴,那里有村民劈木劈开,坐石造楼。

  在上个世纪的最后一年,一些古生物学家来到了这个村庄,用手敲击锤子,打到那里,挖出了300多个化石。这些化石只有几厘米长,但异常完整清晰,被命名为海口化石。这些小化石的研究揭示了5.2亿年前土地的隐秘秘密,曾经是最古老的脊椎动物的栖息地和埋藏地。

  意外的发现

  1999年,中国科学院南京地质古生物研究所(以下简称“南顾司”)研究员陈俊元来到云南省昆明市海口镇,寻找云南昆虫。

  云南昆虫化石1991年研究员侯宪光南村在云南天盾山发现。从那时起,许多古生物学家就研究了云南的昆虫。 1995年,根据侯先广发现的化石,陈俊元等人在“自然”杂志上发表论文,首次将云南昆虫解读为脊索动物最早的祖先。

  Chordates包括尾部,白犀和脊椎动物,这是动物王国最惊人的一面。脊椎动物中的鱼类演化为两栖类,爬行类,爬行类和哺乳动物,其中一种哺乳动物进一步发展成为人类。由于它与人类的亲密关系,脊索动物的起源也是最为关心的问题之一。

  陈俊元等人的研究成果把Chordates的历史起点从寒武纪中期推进1500万年。这很快就引起了国际上的反响和评论。 1995年,“纽约日报”发表了题为“云南昆虫之路”的报道,称云南昆虫的发现揭开了探索早期地球生命起源的窗口,同年,国家“科学新闻”杂志也发表了一篇封面文章,标题是“通往椎骨之路”,脊索动物的起源已经成为学术界的研究热点,陈俊元也不断寻找越来越完善研究化石云南化石。

  当时,天山化石封盖的地皮得到了保护,难以挖掘,因此陈俊元将从海口镇看数十公里。有与天山同期的沉积岩,很可能会有大量类似的化石。

  因为此时陈媛媛已经开始研究贵州翁“化石群”,对云南昆虫研究的另一面是不能放下的,都要兼顾陈俊元的工作直接搬到田间基地,化石挖掘附近的昆阳磷矿租下了一座房子,同时挖掘化石进行研究,工作和生活都在那里。

  当时刚毕业的陈俊元说,你的任务是寻找云南的昆虫。不久之后,黄帝英告诉陈俊元说,发现了新的云南昆虫化石。陈俊元抬头一看,感到非常惊讶,化石的保存完美,很像云南的昆虫,但是燕子下面有明显不同的弦线,有13对生殖腺,而新生物上的化石只有4对,这是一个新的生物类型。

  于是,陈俊元决定赶紧黄帝英挖掘这个化石发掘的重点。在短短的两个星期内,他们已经积累了大量的化石,最后达到了300多块,这种新型的生物型被命名为海口昆虫。

  生动的脊椎动物祖先肖像

  海水昆虫化石标本完成令人兴奋。海口的化石化石标本长度为4厘米。在显微镜下,研究人员可以观察到鳃,眼睛,鼻孔和关节鳃弓,相对较宽的腮腺,分支动脉,脊索动物,间脑和后脑,嗅球,视神经束,肌纤维等的清晰的身体结构和解剖细节。简单的消化道,背鳍和整个身体尾部结构。这些特征表明,海草可能是一种原始的脊椎动物。这一发现表明,脊椎动物早在寒武纪爆发时就已经出现。

  由于没想到如此早就发现脊椎动物出现了,陈俊元等人在这方面的准备知识还不够多。当时,他们驻扎在野外,很难阅读文献,也没有现在普及的网络。传真机是他们手中最好的通讯设备。好在陈俊元和台湾清华大学的李嘉伟教授合作,李嘉伟被台中自然科学博物馆馆长,在那里图书馆是完整的资料。陈俊元联系了李家伟,要求他传真一本关于脊椎动物的最系统的书。于是,李加伟把整本书传真给陈俊元,研究人员在写学术论文的同时获取信息。

  “自然”杂志的论文陈军源刚刚在云南澄江举办了动物起源国际会议。在会议开幕式上,陈俊元特意制作了一个海绵状的蛋糕。当时可见,我们对出版有关海洋昆虫的研究报告非常有信心,“自然”将会得到。果然,不久之后,这篇文章就被“自然地”接受了。

  1999年12月,“自然”杂志发表了陈俊源,黄帝英,李家伟的论文,并发表了海口市有害生物研究成果。

  陈俊元等人的研究成果海口虫害表明,5.2亿年前,脊椎动物的进化已经开始。这些保存完好的化石显示了包括人类在内的脊椎动物祖先的生动肖像。这一发现被一些外国科学家誉为人类重塑地球生命史的惊人成就。

  新世纪之交的回顾

  此后,陈俊元等美国科学家等合作,对海上蠕虫进一步研究。

  过去,脊椎动物的头部和内生的骨骼被认为是同时完成的。然而,海草的大脑结构表明,脊椎动物是从头部进化而来的,即在大约1亿年前的寒武纪早期,脊椎动物的祖先在逐渐完成骨化和椎骨之前开始解构骨骼演变。

  现代脊椎动物无疑具有脊椎和头骨,科学界也认为脊椎或头骨是脊椎动物的主要特征,但海蜘蛛具有原始的脊椎结构,但没有复杂的头骨。可见在刚出现的脊椎动物的原始阶段,脊柱和头部这样的突出特征并没有最终完成。那么最原始的脊椎动物的关键特征是什么呢?

  基于对海草的研究,Chen等人提出了神经嵴动物的新概念,有或没有神经嵴作为区分无脊椎动物和脊椎动物的关键特征。海口昆虫有鳃弓,陈俊元推测有咽肌,这些是神经嵴细胞衍生的结构。

  神经嵴是脊椎动物胚胎发育过程中的一个过渡结构,是神经管建立时位于神经管和表皮之间的纵向细胞带。脊椎动物与其他动物有很大不同,它们的许多特征都与头部相关,包括颅骨和专门的眼睛和耳朵,这些很大程度上取决于神经嵴细胞。

  神经嵴动物的观点也得到了国际学术界的认可。神经嵴的衍生结构存在于海草中,再次证明它已经实现了从无脊椎动物到脊椎动物的飞跃。

  包括人类在内的脊椎动物的起源和最早的祖先一直是科学家关心的话题。人体内隐藏着许多我们以前从未了解的神秘事物,比如我们身体里的椎骨。我们如何看到蠕虫状无脊椎动物的椎骨?在重要的进化环节中缺少什么?由于回答这些重要问题,对海草化石的研究引起了学术界的关注。

  早些时候,西北大学的舒德勤教授也在海山虫害研究中发现了比天然昆虫更为先进的天山鲷。所有这些化石都表明,早在寒武纪时期就出现了脊椎动物的多样性。这些研究使人们对寒武纪大爆炸有了更深刻的认识。当时,不仅有虾,微网虫等奇怪的生物出现,而且还出现了迄今为止的脊椎动物。陈俊元说。

  这样,随着人类进入新世纪,由于海草昆虫等化石标本的出现,我们可以再次回顾人类祖先的第一痕迹。

  “中国科学”(2017-08-18第五版文化)

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