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。     

贵州小春虫:最早的两侧对称真体腔动物化石

我国贵州瓮安动物群研究再传喜报，因澄江动物群和寒武纪大爆发研究获得国家自然科学一等奖的陈均远，在贵州瓮安发现的5．8亿年前的贵州小春虫（Vernanimalcula guizhouena)化石，显示了古老的两侧对称和真体腔特征，将两侧对称动物可靠的化石记录历史前推到了寒武纪之前4000万年，为探索真体腔动物的起源提供了重要的线索，表     

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.     

寒武纪的“蚯蚓”——鳃曳动物*

鳃曳动物在寒武纪曾经辉煌一时,但因躯体构型以及生活方式等诸多因素限制,其各大支系随后相继绝灭,唯有鳃曳形目一息尚存至今。研究表明鳃曳形目自寒武纪以来形态未发生较大变化,无论在宏观还是分子水平都属于活化石,这种进化保守性以及新近发现的寒武纪胚胎化石对于了解动物的变态发育起源至关重要。     

脊椎动物实证起源

早寒武世海口鱼和海口虫的发现涉及到脊椎动物起源这一重大论题, 近年来引起了热烈的讨论. 大量海口鱼新材料不仅证实了原先认识到的背鳍、腹鳍、“之”字形肌节等重要性状, 而且还揭示出原始脊椎和头部感官两类关键性特征; 这种仍保留无头类原始生殖器官特征的脊椎动物很可能就是有头类始祖. 在无颚纲中建立了1个新目昆明鱼目和新科昆明鱼科, 描述了一个新属种长吻钟健鱼. 新发现的1400余枚海口虫标本提供的多方位解剖学信息显示, 其皮肤、肌肉、呼吸、循环等器官系统与脊索动物明显不同, 相反, 其躯体构型与古虫类相近, 而兼有背、腹神经索的“过渡型”神经系统, 与半索动物相一致. 基于一系列最早期后口动物新发现, 本文提出的脊椎动物起源分“五步走”的假说, 在原口动物与脊椎动物之间架起了一座演化桥梁, 其中后四步与现代动物谱系分析的“四步走”假说相一致, 更增添了关键性的第一步; 于是, 华南便应该是世界上脊椎动物已知最早的发祥地.     

澄江化石库中具眼睛的珍稀叶足动物及其在节肢动物起源上的意义

长久以来, 地球上最大的优势类群节肢动物的起源一直是学术界激烈争论的重大论题之一. 传统上认为节肢动物与环节动物密切相关, 但新的分子生物学资料表明这两大类群分属于原口动物超级谱系中的不同分支. 尽管古生物学家多认为节肢动物应该植根于早期一类称作叶足动物的具有成对不分节附肢的蠕虫, 但却始终未能发现可靠的中间桥梁去联系它们. 本文报道一种发现于著名的早寒武世澄江化石库中兼有叶足动物和节肢动物镶嵌特征的珍稀动物. 一方面, 它具有节肢动物的关键创新特征, 例如成对的眼睛和触角所显示的初步头化, 以及初级异律分节躯干所显示出的躯干分部性; 另一方面, 它却保留了叶足动物的典型特征: 如蠕虫状的体形、背刺以及叶足状附肢. 这一珍稀过渡类型的发现将为节肢动物的起源探索投进新的曙光; 这一发现也暗示着, 最原始的节肢动物很可能具有成对的单支型附肢, 而双支型附肢只是后来演化的产物.     

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。     

寒武纪澄江化石库中叶足动物起源与演化浅析

叶足动物是寒武纪海洋中非常特殊的类群,它们因为具有柔软的叶片状附肢而得名,而这柔软的叶片状附肢正是地球历史上的"第一对腿"。这对腿的出现,使地球进入了全新的"步行"时代,并且继而开启了地球上最大优势类群节肢动物的演化之门,其重要性不言而喻。笔者以澄江化石库中的叶足动物为主线,浅析寒武纪叶足动物的起源和演化。     

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。     

寒武纪澄江化石库中叶足动物起源与演化浅析*

叶足动物是寒武纪海洋中非常特殊的类群,它们因为具有柔软的叶片状附肢而得名,而这柔软的叶片状附肢正是地球历史上的“第一对腿”。这对腿的出现,使地球进入了全新的“步行”时代,并且继而开启了地球上最大优势类群节肢动物的演化之门,其重要性不言而喻。笔者以澄江化石库中的叶足动物为主线,浅析寒武纪叶足动物的起源和演化。     

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。     

Exceptionally preserved brachiopods from the Chengjiang Lagerst（a｜¨）tte（Yunnan,China）：Perspectives on the Cambrian explosion of metazoans

The Cambrian explosion was coined to describe the geologically sudden appearance of numerous bilaterian body plans（Phyla）around the Ediacaran-Cambrian transition,around 565-520million years ago.Many explanations and conjectures have been postulated in order to explain the pattern and duration of this explosive radiation of many different phyla of early metazoans.Here,we focus on the evolution of a phylum of marine suspension-feeding animals—the brachiopods,as exemplified by the exceptionally preserved taxa from the celebrated Chengjiang Konservat Lagerst（a｜¨）tte（Yunnan,China）.The abundant soft-bodied preservation at these fossil quarries gives us the only firm insights into what brachiopods looked like and how they functioned and lived when they first appeared on the Earth.Studies of Chengjiang brachiopods demonstrate that the early animals developed a remarkably varied organization of tissues and organs shortly after the onset of Cambrian explosion.In the marine suspension-feeding brachiopods,most importantly the tentaculate feeding structure of early brachiopods is already differentiated into two shapes of lophophore,anteriorly coiled（spiralled）and posteriorly arching tentacle crowns and the unique latter type was previously not documented from fossil and living brachiopods.Also unlike any known Recent brachiopod,all the known Cambrian brachiopods from Chengjiang have an open digestive tract that was disposed either as a Ushaped gut in linguliform and stem group brachiopods,or straight gut with a posterior anus in some calcareous-shelled stocks.Moreover,in contrast toliving lingulids,all the Cambrian brachiopods have an epibenthic lifestyle either cemented by a ventral valve or attached by variable pedicles to establish complex ecological community encompassing primary tierers and variable secondary tierers.It is therefore assumed that brachiopods were the first benthic metazoan that achieved their success in ecological stratification and tiering complexity by late Atdabanian.The setae are also important for the brachiopod suspension-feeding life style,and in the Chengjiang braehiopods they include two types cilia-like and spine-like setae.The mantle canals of different braehiopod species are also distinctly variable in arrangement,mainly disposed in pinnate,baeulate and peripheral conditions.Of these,the peripheral disposition of mantle canals is for the first time proposed here so as to differentiate from the bifurcate condition in recent lingulids in that the former is devoid of posteriorly extending main trunks of sinus,but possesses a diverging dorsal vascula media in dichotomy.     

早寒武世澄江化石库中叶足状蠕形动物火把虫的再研究

1989年报道的早寒武世澄江化石库的云南火把虫(Facivermis yunnanicus Hou et Chen)躯体的前部具有5对触手, 而尾部被解释成简单的尖缩状; 并认为可能与环节动物的多毛类相关. 此后, 它又被解释为与五口动物或触手冠动物等类群具有亲缘关系. 最近西北大学早期生命研究所发现了完整云南火把虫标本: 完整的云南火把虫不仅显示了躯干前端的5对叶足状附肢, 而且还保存了具2~3圈钩刺的倒梨形尾部. 基于这些重要形态学信息, 本文作者对云南火把虫的分类位置予以重新界定: 其5对叶足状附肢与神奇啰哩山虫(Miraluolishania Liu et Shu)的前躯干附肢十分相近, 似为同源构造, 因而很可能与叶足类具有较近的亲缘关系. 此外, 云南火把虫的5对叶足状附肢对于探索叶足类动物和节肢动物附肢的起源更具有重要的科学意义.