寒武纪冠轮动物化石研究进展与假体腔动物的实证起源*

冠轮动物(Lophotrochozoa,即Spiralia)几乎涵盖了所有的非蜕皮类原口动物,包括许多不同的动物门类。目前主要分为三个支系,即由软体动物、环节动物、纽形动物、腕足动物、帚虫动物和星虫动物门组成的担轮动物(Trochozoa),由环口动物、内肛动物和苔藓动物门组成的群居虫类(Polyzoa),以及由许多小的动物门类组成的扁形动物(Platyzoa)。最近,寒武纪大爆发期间冠轮动物的形态和系统学研究取得了很大的进展,但群居动物和扁形动物两大冠轮分支的化石记录几乎仍是空白。最近,西北大学早期生命研究所对新近收集的400多个瘤状杯形虫(Cotyledion tylodes Luo et Hu, 1999)化石进行了重新研究,表明澄江化石库中早期发现的这类疑难类化石可能代表一类具骨骼的干群内肛动物。研究表明这类生物身体呈高足杯形,由杯形萼部和圆柱形的固着柄组成,固着柄的末端具有盘状的吸盘,用以附着在其他生物的外骨骼或身体上。杯体内具有U型的消化道,两端分别洞开于口和肛门,均包围在由一圈可自由伸缩的柔韧触手组成的纤毛环内。然而与现生的假体腔内肛动物相比,瘤状杯形虫个体较大,身体高度可达8～56 mm,身体表面覆盖一层疏松或紧密排列的圆形或椭圆形的骨片。另外,化石观察表明瘤状杯形虫固着柄的中央具有杯体向后延伸的体腔,属于有体腔类动物。因此,现生内肛动物体腔的丧失可能是衍征(apomorphy),其微型的身体以及解剖和体壁的简化可能是动物小型化作用(miniaturization)的结果,或者是现生内肛动物群居附着生活的适应性演化有关。具骨骼干群内肛动物的发现对理解早期冠轮生物的系统演化和相互关系有重要意义。     

寒武纪水母化石研究现状与展望*

简述了水母的早期化石记录,并根据华南寒武系发现的立方水母干群化石,讨论了祖先型水母的辐射对称、躯体构型、生活史、生活习性,以及外骨骼的形成特征,推测水母类在寒武纪大爆发初期先于两侧对称动物基本完成其高级分类单元的宏演化。寒武纪的水母在生活习性上可以分为底栖固着型和游泳型两种。     

早期海绵的四辐射对称性

目前学术界对最古老后生动物门类的分支序列及系统演化仍没有共识,但大多数学者都深信海绵动物是最早分支的后生动物.现生海绵部分属种有似辐射对称、少部分有顺轴旋系对称,因此,海绵被认为是在真后生动物发育特征,如有明确的轴性对称出现之前演化的动物.其他早期后生动物门类有两侧对称、四辐射对称(刺胞动物门)、二辐射对称(栉水母门)或是没有对称轴性(扁盘动物门).本研究报道了来自华南寒武系荷塘组具有四辐射对称结构的海绵化石,并且从已报道的柱状海绵化石中鉴别出前人所忽略的四辐射对称结构.本研究指出四辐射对称是海绵的原始特征,并且推测最早的海绵始祖应该是由基因控制、外形规整、细胞结构交织而成的个体.     

寒武纪水母化石研究现状与展望

简述了水母的早期化石记录,并根据华南寒武系发现的立方水母干群化石,讨论了祖先型水母的辐射对称、躯体构型、生活史、生活习性,以及外骨骼的形成特征,推测水母类在寒武纪大爆发初期先于两侧对称动物基本完成其高级分类单元的宏演化。寒武纪的水母在生活习性上可以分为底栖固着型和游泳型两种。     

寒武纪软舌螺壳体形态解剖研究与冠轮动物演化

软舌螺是一类寒武纪出现并于二叠纪末灭绝的古生代海生无脊椎动物,具有重要的地层划分与对比意义.但是对于该动物本身生物属性等问题一直莫衷一是,近年中国寒武纪早期的特异型埋藏化石库中发现了大量保存软躯体的珍稀软舌螺动物化石.结合华南、华北同期碳酸盐岩沉积地层中的壳体化石,系列报道将软舌螺的化石生物学、壳体矿化和分类系统学研究推到新的高度,为探讨寒武纪大爆发壳体动物的演化,尤其是冠轮动物的系统学提供新的化石证据.澄江动物群的直管螺目三槽螺属化石发现保存有粗大的扇状触手器官,其基部可以在壳体内自由伸缩,与触手基部固定的触手冠动物明显不同,表明软舌螺与触手冠动物具有不同的生理结构和取食机制.综合最新微细结构的发现,支持软舌螺是一类与软体动物关系紧密的冠轮动物.软舌螺新材料的研究对寒武纪大爆发后生动物的演化提出了新的科学问题:后生动物在矿化体制发生演化中到底是整个壳体出现早,还是多骨片的骨骼系出现早——即形态上完整的生物壳体是由多个骨片愈合而成,还是反之.如何将矿化的整壳和骨片系与壳体内部组织器官和显微结构进行有效的极向系统分析,是未来冠轮动物进化生物学和古生物系统学研究的共同挑战.     

苏门答腊兔化石种类在东南亚地区的首次发现

<正>苏门答腊短耳兔(Nesolagus)俗称条纹兔,是现生兔形类乃至哺乳动物门类中种群数量最稀少的世界濒危动物之一(图1),现生种仅分布在印度尼西亚的苏门答腊岛及老挝、越南的长山山脉.由于以前没有化石材料,该类群的起源和演化一直是个谜.由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所金昌柱研究员担任第一作者撰写的《苏门答腊兔化石种类在东南亚地区的首次发现》揭开了这一谜底.该文发表在《中国科     

瓮安生物群中多次分叉的微管状后生动物化石

在贵州瓮安震旦系陡山沱组中发现多次均等分叉(至少4次)的微管状后生动物化石, 其生活习性应为底栖群居, 具有很强的无性生殖能力. 内部具横隔板及体腔, 显示出与已绝灭的刺细胞床板珊瑚类相似, 可能为原始的床板珊瑚. 这也是迄今为止在瓮安生物群中发现的比较确切的后生动物实体化石, 对于研究早期后生动物的起源和演化具有重要意义.     

早寒武世曳鳃形目化石分类问题的讨论

曳鳃动物(priapulid)代表了现代动物界一个小门,仅描述了18个现生种,但它们却是寒武纪海洋中最重要的底内生动物,主要化石记录以中国下寒武统帽天山页岩及加拿大中寒武统布尔吉斯页岩为代表．5．3亿年前帽天山页岩中曳鳃动物被划分为6个基本类群：管状蠕虫类(selkirkiid)、棒形虫类(corynetid)、安宁虫类(anningid)、古蠕虫类(palaeoscolecidan)、瘤节虫类(tylotitid)、曳鳃虫类(priapuliid).另外,寒武纪早期另一个重要的底内生蠕形动物类群星虫动物门最近也已报道．中国下寒武统帽天山页岩中曳鳃动物的研究近期取得了一系列研究进展,一些既有属种得到形态修正与深入研究,一些新类型及分类群被描述或建立．其中韩健等研究了帽天山页岩中一类新的古蠕虫化石Tabelliscolex;Huang等修正了帽天山页岩中的Xiaoheiqingella并发表了Yunnanpriapulus,将它们归入曳鳃动物现生科Priapulidaet;Huang等修正了帽天山页岩中曳鳃动物Corynetis,并描述了一个新的类型Anningvermis,分别进行了形态功能学解释,并建立两个绝灭新科Corynetidae和Anningidae;Dong等报道了湖南中晚寒武世直接发育型蠕虫胚胎化石Makueliahunanensis,可能代表了曳鳃动物门古蠕虫类的胚胎发育阶段,韩健等在最近论文中论述了曳鳃形目(Priapulomorpha包括Priapulidae和nibiluchidae)在早寒武世的祖先Xiaoheiqingella和Paratubiluchus.     

揭秘侏罗纪恐怖虫化石

正昆虫化石中最令人困惑的恐怖虫的神秘面纱,随着道虎沟恐怖虫化石的发现而被慢慢揭开,原先认为恐怖虫是带毛恐龙身上寄生虫的观点受到质疑。昆虫是动物界多样性最丰富的类群,而昆虫纲几乎所有现生昆虫的目都可在遥远的中生代(距今2.5亿到6500万年前)找到它们祖先的化石。在我国内蒙古自治区距今约1.65亿年前的中侏罗世道虎沟动物群里,大约已发现25个现生昆虫目之祖先化石。该动物群是世界中生代昆虫多样性最丰富的动物群。除现生昆虫目以外,还存在一些今已灭绝的昆虫,多出现于昆虫演化初期的石炭纪(距今3.6亿到3亿年前)和     

早寒武世澄江化石库中鳃曳形目的早期祖先

对澄江化石库中鳃曳虫科的最古老的直接祖先Xiaoheiqingella peculiaris以及Yunnanpriapulus halteroformis 进行深入研究, 认为二者很可能为同物异名, 其躯干之后存在一对而不是一个尾附肢, 肛前区发现可能的生殖管. 另外报道了一个极为稀有的化石鳃曳动物新属种Paratubiluchus bicaudatus gen. nov., sp. nov. (双尾拟管尾虫), 其特征为: 25列吻突, 明显的颈区, 无环纹的躯干以及一对尾附肢, 虫体各部分的比例与现生鳃曳动物的兜甲幼虫以及幼虫型鳃曳动物Palaeopriapulitidae科比较接近, 推测为Tubiluchidae科的直接祖先之一, 双肢型的尾附肢可能为Priapulidae科和Tubiluchidae科的共祖衍征. Paratubiluchus gen. nov. 很可能起源于具25列吻突的幼虫型鳃曳动物, 而且恰好处于兜甲幼虫型鳃曳动物与成虫型鳃曳动物的中间环节.     

深海锰结核中微生物的分类及串珠状超微生物化石的研究

1994年以来,作者用偏光显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了东太平洋的深海锰结核,其中透射电子显微镜样品是采用离子减薄法制成的.这些锰结核按形态及其包壳的叠层石种类可分为表面光滑的和瘤状的两种类型.前者的包壳由微小叠层石组成,后者的包壳由奇异叠层石组成.文献[1]曾报道了锰结核中串珠状超微生物化石的首次发现,但是尚未进行分类和定名.此后,作者将另一种螺旋状超微生物化石定为太平洋螺球孢菌(新种),并认为螺球孢菌才是瘤状锰结核的包壳——奇异叠层石的真正建造者.本文是在上述基础上对深海锰结核中各种微生物按其与锰结核的关系进行分类,并对表面光滑的深海锰结核中的串珠状超微生物化石进行系统描述和定名.1 深海锰结核中微生物的分类深海锰结核可以看作为一种微生物建隆.在此建隆中发现的微生物化石种类很多,包括有孔虫、钙质超微化石、放射虫、硅藻、硅鞭毛藻、海绵骨针、蠕虫虫管、真菌以及新发现的纳米级超微生物等等.但是,上述各种微生物(除纳米级超微生物外)化石文献中报道较多,但并未涉及其在锰结核的建造中所起的不同作用.作者根据这些微生物与锰结核的关系将其分为以下4种类型:     

后口动物咽鳃裂的起源和演化

咽鳃裂构造是定义后口动物亚界的一个关键性状。寒武纪古虫动物门由于体侧的五对咽鳃裂及一系列的原始性状被论证为后口动物谱系最理想的一个根底类群。古虫动物咽鳃裂被证实与后口动物咽鳃裂同源,其原始功能主要是排出咽内海水。古虫动物门的出现标志着后口动物咽鳃裂的起源。咽鳃裂的诞生引发了动物界摄食及呼吸等基础新陈代谢的革命,并为后口动物的崛起奠定了基础。     

后口动物咽鳃裂的起源和演化*

咽鳃裂构造是定义后口动物亚界的一个关键性状。寒武纪古虫动物门由于体侧的五对咽鳃裂及一系列的原始性状被论证为后口动物谱系最理想的一个根底类群。古虫动物咽鳃裂被证实与后口动物咽鳃裂同源,其原始功能主要是排出咽内海水。古虫动物门的出现标志着后口动物咽鳃裂的起源。咽鳃裂的诞生引发了动物界摄食及呼吸等基础新陈代谢的革命,并为后口动物的崛起奠定了基础。     

华南二叠纪末大绝灭后的钙质微生物岩及古环境意义

华南钙质微生物岩产在二叠纪末生物大绝灭界线之上. 根据其中的牙形石Hindeodus parvus化石, 微生物岩的产出层位相当于浙江煤山剖面的27层. 钙质微生物岩主要分布在生物礁相或浅水碳酸盐台地之上, 向深水区逐渐尖灭. 钙质微生物岩一般由微晶基质和中、粗晶方解石指状体或斑点所组成. 微生物岩中的生物化石以微生物为主要特征, 同时伴生有小型腹足类、介形虫和小型双壳类化石. 这一以微生物为特征的生物化石组合代表了二叠纪末大绝灭后礁相及浅水碳酸盐台地相上残存下来的一个简单而又特殊的化石群落. 大绝灭界线之上钙质微生物岩的突然出现是二叠纪末全球事件在礁相及浅水碳酸盐台地相上的具体反映. 由于前人对二叠系-三叠系界线及事件的研究多集中在深水相或浅海陆棚中、下部剖面上, 而华南钙质微生物岩则主要分布在浅水或极浅水礁相及碳酸盐台地相剖面上. 因此, 通过对钙质微生物岩的岩石学、古生物学及古生态的研究, 将有助于人们能更全面地了解二叠纪-三叠纪之交全球事件在古海洋不同水深区的具体表现, 为认识全球事件的实质和过程提供浅水礁相及碳酸盐台地相上的新资料.     

南沙群岛及邻近海区的微体生物与环境研究

由中国科学院组织的南沙综合科学考察队近10年来在我国南沙群岛及其邻近海区进行了包括地球科学各个领域的综合考察,取得丰硕的科学研究成果。其中的微体生物(包括微体古生物及其现代类群)研究中,共分析了177个站位的表层样和7个岩芯柱的937个分层样(图1),开展了包括有孔虫、介形类、放射虫、苔藓虫、腹足类、双壳类、硅藻、沟鞭藻、孢粉和钙质超微化石(颗石藻)等10个大类群的分析研究工作,几乎涉及微体生物的所有门类。该项成果以分类学研究为前提,讨论它们的现代区系特征、生态特征和沉积埋藏特征,进而分析微体生物各浮游类群和底栖类群分布与海洋环境的关系,从中总结和归纳可作为指示环境变化的指标;在此基础上进一步分析柱状样品,依据各柱状样包含的晚第四纪以来微体生物组合与演     

寒武纪叶足动物神奇啰哩山虫与啰哩山虫的比较研究

2004年报道的发现于中国云南省早寒武世澄江化石库中具有叶足动物和节肢动物镶嵌特征的珍稀动物神奇啰哩山虫(Miraluolishania Liu和Shu)被认为是“斯芬克斯”谜一般的节肢动物化石, 它的发现为探讨叶足动物和节肢动物之间的亲缘关系提供了重要的化石实证. 然而, 由于神奇啰哩山虫与另一种叶足动物啰哩山虫(Luolishania Hou和Chen 1989)的外形略有相似, 一些学者认为神奇啰哩山虫是啰哩山虫的同物异名. 鉴于神奇啰哩山虫和啰哩山虫的重要区别, 笔者对这两种叶足动物进行了详细的比较研究, 认为神奇啰哩山虫和啰哩山虫是两种截然不同的叶足动物, 海口地区的“啰哩山虫”实际上是神奇啰哩山虫, 而啰哩山虫极有可能是澄江帽天山地区的特有属种.     

唇口目苔藓动物分子系统演化及其主要类群分歧时间的推测

对40种唇口目苔藓动物(包括新测的24种)线粒体16S rRNA基因序列进行了比较分析, 运用邻接法和最大简约法构建了系统发生树; 同时基于适宜的谱系发生关系和确证的化石记录资料, 计算了唇口目苔藓动物16S rRNA基因的演化速率, 并据此推测了唇口目2大主要类群(无囊类和狭义有囊类)的起源和分歧时间. 结果显示, 唇口目高级分类单元(超科及以上分类阶元)的系统发生大都和现今形态分类体系间存在明显的分歧; 据估算, 现生无囊类和狭义有囊类苔藓动物在约263 Ma(中二叠纪, 瓜德鲁普世)和183 Ma(早侏罗纪)之前就已分化出来.     

应用同步加速器X射线层析扫描显微(技术)揭示早寒武世化石胚胎Olivooides的内部结构

在陕西省宁强县石钟沟剖面的早寒武世宽川铺组细晶至中晶磷质石灰岩以及泥晶磷质石灰岩中, 通过酸解处理得到了大量化石胚胎Olivooides, 及其孵化后的幼年个体, 未成年个体和成年体化石(后二者即Punctatus). 通过同步加速器X射线层析扫描显微(Synchrotron X-ray Tomographic Microscopy)技术, 用Amira 4.0软件复原了Olivooides和Punctatus三维的内部结构. 对它们的星状结构进行了统计和形态功能学分析, 认为此结构是为了适应快速固着生活而产生的, 可能用于分泌黏液. 对Punctatus的内部结构进行了探讨, 认为部分标本中出现的卵状结构并非卵或者其他生物本身的结构, 而是一种产生在生物体埋葬之后, 矿化之前或矿化过程中的埋葬结构. Punctatus的内部结构由横板组成, 可能类似于珊瑚中的横板, 软躯体生长在横板上.     

再论古虫动物门

多细胞动物起源、三胚层动物起源、后口动物起源和脊椎动物起源是动物界漫长演化历程中4次最重大的里程碑创新事件, 也是动物演化史学上4个最令人困惑的起源难题. 前2次生命大转折的历史信息深埋于前寒武纪的隐密记录之中, 至今学术界知之甚少. 幸运的是, 近20年来对早寒武世澄江动物群的深入探索, 揭示出了大量寒武纪大爆发主幕的关键信息, 使得对后2次重大生命创新事件的认知开始取得实质性进展. 昆明鱼、海口鱼等“天下第一鱼”被证明不仅是最古老而且也属于最原始的脊椎动物, 代表着由无头类向有头类演进的关键过渡类群; 现代动物谱系演化学家认为:“舒及其合作者的古生物学工作正在不断地修正人们关于脊索动物早期演化的观念”. 而且, 古虫动物门的发现和论证更使人们看到了探寻后口动物谱系起源的希望: 这一初具鳃裂构造的绝灭类群很可能就是分子生物学和发育生物学所期待的后口动物谱系的一个根底类群. 文中报道了北大动物等微体古虫类的发现; 由大型个体向微型个体演化, 代表着古虫类动物发展早期的一次特殊的生态适应过程. 古虫类动物的前体(咽腔)构造彼此相近, 而依据其后体解剖构造的明显差异, 提出了古虫动物门新的分类体系, 并建立了一个新纲异形虫纲. 随着早期后口动物谱系的“根底类群”古虫动物门和“顶端类群”脊椎动物以及介于其间的古囊类、云南虫类、头索类、尾索类的不断发现, 其完整的谱系演化图正开始成型.     

净水动物——轮虫

轮虫(Rotatoria)是一类多细胞的水生小形动物,全世界大约有1800种,广泛分布在淡水和海水中。这类动物的身体大多呈长形,头部前端具有特殊的轮状器官,由大部分排列成两圈的复杂的纤毛组成。这些纤毛有力地摇摆着,好象转动着的轮上的辐条闪耀着,故名“轮虫”。