地质生物学家团队发现“失踪”海绵

At first glance, the simple sea sponge is no creature of mystery. No brain. No gut. No problem dating it back 700 million years. Yet convincing sponge fossils only go back about 540 million years, leaving a 160 million-year gap in the fossil record.

乍一看,这种简单的海绵并不是什么神秘的生物。没有大脑。没有内脏。毫无疑问,它可以追溯到7亿年前。然而,令人信服的海绵化石只能追溯到大约5.4亿年前,在化石记录上留下了1.6亿年的空白

在6月5日发表在《自然》杂志上的一篇论文中,弗吉尼亚理工大学地质生物学家肖树海及其合作者报告了一块5.5亿年前的“失落年代”海绵,并提出最早的海绵尚未发育出矿物骨架,为寻找失踪化石提供了新的参数

失踪的海绵之谜集中在一个悖论上

分子时钟估计,包括测量随着时间的推移积累的基因突变数量,表明海绵一定是在大约7亿年前进化而来的。然而,在这么古老的岩石中还没有发现令人信服的海绵化石

多年来,这个难题一直是动物学家和古生物学家争论的主题

这一最新发现填补了最早动物之一的进化家谱,解释了它在古老岩石中的明显缺失,并将这些点与达尔文关于它何时进化的问题联系起来

最近入选国家科学院的肖五年前第一次看到这块化石,当时一位合作者给他发了一张中国长江沿岸发掘的标本的照片

“我以前从来没有见过这样的东西,”科学学院的一名教员肖说。“几乎立刻,我意识到这是一种新的东西。”

肖和剑桥大学和南京地质与古生物研究所的合作者开始逐一排除各种可能性:不是海鞘,不是海葵,也不是珊瑚。他们想知道,这可能是一块难以捉摸的古代海绵吗

在2019年发表的一项早期研究中,肖和他的团队认为,早期海绵没有留下化石,因为它们没有进化出产生硬针状结构的能力,即针状结构,这是当今海绵的特征

Xiao的团队成员通过化石记录追溯了海绵的进化过程。随着时间的推移,海绵针状物的组成越来越有机,矿化程度越来越低

<p>肖说:“如果你向后推断,那么第一批可能是软体动物,骨骼完全是有机的,根本没有矿物质。”。“如果这是真的,它们将无法在石化中存活下来,除非在非常特殊的情况下,快速的石化超过了退化。”

2019年晚些时候,肖的国际研究小组发现了一块保存在这种情况下的海绵化石:一层薄薄的海洋碳酸盐岩,已知可以保存大量软体动物,包括一些最早的移动动物

肖说:“大多数情况下,这种类型的化石会被化石记录所丢失。”。“这一新发现为了解早期动物在发育出坚硬部位之前的情况提供了一个窗口。”

新海绵化石的表面布满了一系列复杂的规则盒子,每个盒子都被分成更小、相同的盒子

南京地质古生物研究所和剑桥大学的博士后研究员王晓鹏说:“这种特定的模式表明,我们的海绵化石与某种玻璃海绵的亲缘关系最为密切。”

新海绵化石的另一个意想不到的方面是它的大小

剑桥大学的合作者Alex Liu说:“在寻找早期海绵化石时,我原以为它们很小。”。“新化石长约15英寸,身体平面相对复杂,呈圆锥形,这挑战了我们对早期海绵出现的许多期望。”

虽然化石填补了一些缺失的年份,但它也为研究人员提供了如何寻找这些化石的重要指导;这将有望进一步加深对早期动物进化的理解

“这一发现表明,也许最早的海绵是海绵状的,但不是玻璃状的,”肖说。“我们现在知道,在寻找早期海绵时,我们需要拓宽视野。”