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.     

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我国科学家完成从“虫”到“人”生物进化全图近日,我国罗惠麟、陈良忠、胡世学3位古生物学家披露,生物演化进程中非常重要的一个缺环得到了填补,一个生命演化的完整9条链条已经清晰地展现。 1997年8月,3位科学家在昆明海口地区耳材村发现了两块脊椎动物的化石标本。他们将这两块化石分别定名为海口华夏鱼和中新鱼。 1999年,舒德干、罗惠麟等古生物学家发现无颌类     

精子载体法转GFP基因文昌鱼活体胚胎的获得

头索动物文昌鱼是脊椎动物与无脊椎动物在进化上的过渡类型, 是进化发育生物学研究的模式生物[1]. 研究和比较文昌鱼和脊椎动物发育过程的基因调控, 对于了解脊椎动物的起源和进化, 尤其是了解在原始脊索动物向脊椎动物进化的转折点, 基因调控变化如何影响了身体图式(body plan)进化有着重大意义. ......     

我国发现地球早期最原始的真后生动物——科学家提出早期动物起源演化的新谱系图

2006年5月出版的美国《科学》杂志发表了西北大学舒德干与英国剑桥大学S．Conway Morris教授等人合作在早期动物起源演化研究上的又一突破性成果——《中国早寒武世的文德生物及地球早期双胚层动物演化》。他们在地球动物界“仲春时代”发现的“春光虫”被认为是目前地球上已知最原始的一类真后生动物（图1）;结合分子生物学的最新成果,他们提出了关于动物界起源和早期演化的新假说（图2）。     

我们的祖先从水里来——硬骨鱼类起源与早期演化

硬骨鱼类(osteichthyans)是脊椎动物演化的主干,硬骨鱼下分的两大支系,即肉鳍鱼类(lobe-finned fishes)和辐鳍鱼类(ray-finned fishes)分别成为今日地球陆地和水域的征服者,前者最终演化出包括人类在内的四足动物。志留纪-泥盆纪是硬骨鱼类乃至整个有颌脊椎动物演化的关键阶段,硬骨鱼纲的起源、辐鳍鱼类与肉鳍鱼类的分异、肉鳍鱼类的早期演化和四足动物的起源等关键演化事件都出现在这一时期。直到20世纪末,化石资料的匮乏长期以来一直限制着学界对这些 硬骨鱼类起源与早期演化关键事件的了解。近年来,来自中国的梦幻鬼鱼、初始全颌鱼、晨晓弥曼鱼、于氏箐门齿鱼和奇异东生鱼等一系列关键化石的发现与研究极大地改变了上述情况,将硬骨鱼类起源与早期演化推到早期脊椎动物研究的聚光灯下,为脊椎动物“从鱼到人”的演化历史补上了大量缺失的篇章。     

“面子”的起源：最早的“嘴脸”

正我们有"面子",在演化上拜谁所赐?中国古生物学家朱敏研究员带领的跨国研究团队,2013年9月25日在《自然》杂志上报道了来自云南曲靖4.19亿年前的志留纪盾皮鱼类——初始全颌鱼(Entelognathus primordialis),揭开了"面子"起源的面纱[1]。颌骨是构成面部骨骼的主体,长着上下颌骨的脊椎动物称为有颌类,种类数占现生脊椎动物的99.7%。从骨骼结构上来说,有颌类似乎就应该是有"嘴脸"或"面子"的动物。探寻我们"面子"的起源之谜,自然要     

有颌脊椎动物的黎明——志留纪早期鱼类化石揭示有颌脊椎动物的崛起

<正>只有厘清“从鱼到人”的脊椎动物生命演化,才能解答人类的生物学属性从何而来.脊椎动物早期演化的一个重大飞跃是颌与有颌脊椎动物的出现.包括人类在内,地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨(包括上颌与下颌),统称为有颌脊椎动物或有颌类.人类的身体构型和很多重要器官的起源都可追溯到有颌类演化之初.颌的出现与有颌的类崛起具体发生在何地、是如何及为何而发生?已经灭绝的一些有颌类位于脊椎动物之树的什么位置?这些问题需要化石证据及古生物学研究来回答.     

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。     

云南奇鱼

远古的云南曾是汪洋大海,地壳变化让它成为云贵高原的一部分,独特的地质地貌和生态环境,使其生长着许多奇特的生命,在那里看到的两种特产鱼,让我记忆犹新。澄江奇观2004年暮秋,我有幸在到离春城昆明几十公里的澄江去旅游。离澄江县城11公里的帽天山,因发现了震动世界的云南鱼虫化石区而闻名遐迩。在5.3亿年前的地球远古时代,海洋中的生命由于海水中含磷量增多,低等的蓝绿藻发生了突然的转变,动物也开始变大形成脊椎动物,门类开始变多。这便是生物界神秘的“寒武纪生命大爆发”,有科学家认为,鱼是古老的脊椎动物,人类是水中的鱼演化而来的。…     

人类的面孔如何从鱼形祖先演化而来?

面孔,即脊椎动物头部的正面,对动物机体的运作和人类社会生活有重要意义,面孔的演化长久以来吸引着学界和大众的兴趣,是备受关注的经典科学问题.最近数十年来,演化基因组学、演化发育生物学和古生物学等领域的一系列进展,使得学界对脊椎动物面孔基本构架和面部各器官的演化有了许多新的认识.本文对脊椎动物从鱼到人的面孔演化进行了梳理,重点介绍了近年来在头部和颌骨的起源与演化、耳鼻眼演化、牙齿演化以及人类面部特征形成等领域的一批新知.回顾面孔演化历程,人类面孔许多社会属性的生理基础都可以清楚地追溯到我们与其他脊椎动物的共同祖先中.     

颌的起源:发育生物学假说与化石实证的交叉

从分子生物学、发育生物学与古生物学等多角度评述了脊椎动物颌的起源研究中的最新进展.发育遗传学的一系列进展促成了颌演化异位理论的提出,即颌的起源,是在上皮-外胚层间质细胞相互作用中,由于口腔发育调控基因的异位表达所导致的一次演化上的创新.在无颌类七鳃鳗的发育过程中,外胚层间质细胞的向前生长由于受到中央鼻垂体板的阻挡,无法像有颌类那样发育成颌和颅桁.因此,该理论推测鼻垂体复合体的分裂是颌发育的最根本的先决条件,应该发生在颌的起源之前.鼻垂体复合体的分裂可能也是促成有颌类双鼻孔起源的一次关键的演化事件,它允许刺猬基因家族调控鼻基板的发育,从而形成侧位的鼻囊.盔甲鱼类是4.35~3.7亿年前生活在中国和越南北部的一种地方性色彩很浓的"甲胄鱼类".盔甲鱼类曙鱼脑颅的三维复原显示其成对的鼻囊位于口鼻腔两侧,而垂体管向前开向口鼻腔中部,三者彼此分开.因此,盔甲鱼类化石提供了无颌类鼻垂体复合体在颌起源之前分裂的关键证据,从而佐证了颌演化的异位理论.藉助于同步辐射X射线断层扫描技术,本文进一步揭示出盔甲鱼类可能已经具有了有颌类特有的颅桁衍生构造(譬如眶鼻间隔、筛骨板),为探讨脊椎动物脑颅在颌的起源之前如何重组提供了关键资料.在探讨颌的起源及相关问题上,盔甲鱼类较之于骨甲鱼类在很多方面是一个更好的对比模型.盔甲鱼类脑颅所揭示出的一些与有颌类共有的进步性状,表明盔甲鱼类有可能取代骨甲鱼类成为有颌脊椎动物的姐妹群.本研究提供了一个发育生物学假说与古生物化石实证相互交叉的有趣案例.     

原羽鸟的层位与热河生物群的脊椎动物化石早期组合

产自河北丰宁四岔口盆地的原羽鸟是迄今所知最为原始的反鸟类化石, 其产出岩段不含辽西义县组的标志性化石; 该岩段所含的鱼类和鸟类化石显示了比义县组相关属种更原始的特征状态, 且叶肢介化石为多见于冀北大北沟组和大店子组的属种. 就地层发育序列而言, 含原羽鸟的沉积岩段在相邻盆地伏于含义县组标志性化石的地层之下, 因而确认原羽鸟的层位应低于辽西的义县组, 大致相当于冀北的大店子组, 这是目前国内鸟类化石与世界上反鸟类的最低产出层位. 与原羽鸟相伴的还有其他鸟类、鲟形鱼类、有尾两栖动物和哺乳动物, 据此新建丰宁北票鲟-丰宁原羽鸟脊椎动物组合, 这一组合将热河生物群中脊椎动物的演变历史推进到130.7 Ma前. 建议以控制生物阶段性发展的大尺度构造沉积旋回来界定热河生物群, 并以北票鲟替代狼鳍鱼作为热河生物群的代表化石.     

大鲵胚胎发育的真相

大鲵又名“娃娃鱼”,是我国特有的珍稀两栖动物、国家二级保护动物,在世界自然保护联盟（IUCN）的物种红色名录中被列为“极危级”。它属于由水生脊椎动物向陆生脊椎动物过渡的类群,是一种非常古老的物种,也是现存体型最大的两栖动物。     

一新MHCⅠ类等位基因存在于低等脊椎动物虹鳟鱼

根据已报道的鲑鳟鱼类ＭＨＣＩ基因序列设计了扩增虹鳟鱼ＭＨＣ Ｉ ＯＲＦ的引物对,采用ＲＴ－ＰＣＲ克隆了18个虹鳟鱼的MHC I 基因,用Southern blot 和 Northern blot分析了其基因组中MHC I的结构和在组织中的表达情况。结果显示10个MHC I克隆序列与已报道的虹鳟鱼MHC I基因序列（Onmy-UA-C32)有92．7％的同源性;而8个克隆序列与此仅有71．4％同源性,其代表克隆Onmy-UBA1长1140bp,含一完整的信号肽序列、成熟MHC I区域和3′末端不转录区。Onmy-UBA1 a2链序列分别与鲤科鱼类MHC I有58．1％的同源性,与鲑鳟鱼类MHC I则有75．3％的同源性。并且Onmy-UBA1在a2区域明显不同于已报道的Onmy-UA-C32,Southern blot分析结果表明,同源于鲤科鱼MHC 1a2区域的基因探针（M1）和同源于鲑科鱼MHC I a2区域的基因探针（M2）其杂交带的大小和位置明显不同,这揭示了Onmy-UBA1与Onmy-UA-C32分别属于同一或不同基因座的等位基因。即研究发现了一新MHC I类等位基因存在最低等脊椎动物－虹鳟鱼。     

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.     

生命与人类起源的新学说

生命是怎样起源的?类人猿是怎样变成人的?它们被列入20世纪迄今未能解答的两大难题。世晃各国学者纷纷提出各种新假说,来探讨其中奥秘,形成了经久不息、越来越热的全球科研热点。本文选择介绍的是其中影响较大,较有代表性的学说。生命:宇宙的恩赐关于地球生命的起源,有两类假说;来自宇宙的"生命地外说"和来自原始地球的"地球产生说"。     

无尾两栖类化石研究的新进展

最近一段时间,在东北辽西大地上频频传出古生物新发现的捷报.从孔子鸟[1]到中华龙鸟[2],从原始祖鸟[3]到原始兽类———张和兽[4].还有最早的被子植物———辽宁古果[5].这些发现一次次震惊了世界,国内外学者纷纷把目光投向了这块神奇的土地.世界两大权威科学杂志———英国的《自然》和美国的《科学》也纷纷抢先报道关于中国辽西的中生代脊椎动物化石的最新研究成果.本期报道的王原等人的论文———“亚洲最早的盘舌蟾类化石”一文(ｐ407～411),为辽西的脊椎动物研究增添了一个新的重要类群,这就是无尾两栖类.无尾两栖类(俗称蛙类)在脊椎动…     

我们的祖先究竟是谁

根据进化论学说，人的身体结构基本类似于猩猩和古代猿类，因而早就有过答案：我们人类是从类人猿进化而来的。然而，最新的一些研究却对此提出质疑，我们的祖先可能是鱼，是怪物，是果蝇，是老鼠……你会相信吗?是4亿年前的鱼这是中国科学家的发现，他们是中科院古脊椎动物与古人类研究所的朱敏研究员和该所的客座研究员于小波教授。他们在云南曲靖古生代地层中新发现了一种生活在4亿年前的原始肉鳍鱼，命名为张氏蝶柱鱼，被认为是最接近四足动物与肺鱼类共同的祖先。早先的化石记录表明，包括人类在内的陆生脊椎动物是在3.6亿年前从硬骨鱼…     

快速生长导致转“全鱼”生长激素基因鲤鱼临界游泳速度的降低

进化生物学研究表明, 快速生长赋予生物的优势与劣势之间存在权衡. 硬骨鱼类的生长率与游泳能力之间也存在这种权衡. 本研究提出假说认为, 快速生长将导致转基因鱼游泳能力减弱. 比较F3代转“全鱼”生长激素基因黄河鲤与其对照鱼的生长和临界游泳速度, 表明转基因鱼的平均体重是对照鱼的1.4~1.9倍, 平均特定生长率比对照鱼高出6%~10%, 而其绝对临界游泳速度和相对临界游泳速度的平均值分别比对照鱼低 22%和 24%. 本研究暗示, 具有快速生长效应的转基因黄河鲤表现出低劣的游泳能力, 这也证实了生长率和游泳能力之间存在权衡, 即同一物种的个体生长率越高, 临界游泳速度则越低.