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《通訊生物學》:寒武紀早期遊泳動物古蟲的共生汙染
2020-09-24 | 编辑: | 【

(化石網整理)據雲南大學古生物研究院、雲南省古生物研究重點實驗室:2020918日,雲南大學古生物研究院李昱靜博士聯合英國萊斯特大學對世界自然遺産澄江生物群中的疑難類群典型代表——古蟲動物進行了全新的古生態學研究,成果以《寒武紀早期遊泳動物古蟲的共生汙染》(Symbiotic fouling of Vetulicola, an early Cambrian nektonic animal)爲題,在《通訊生物學》(Communications Biology)雜志上發表。論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s42003-020-01244-1

物種之間的共生關系是生態系統中最重要的生態關系之一,是生態系統複雜化的一項重要驅動力。寒武紀早期後生動物的輻射演化構建了最早的、以現生動物門類爲主的海洋生態系統。以前各項研究認爲寒武紀早期海洋生態系統的複雜程度可能不高,物種之間的相互作用主要以捕食、表共生(如腕足動物固著生長在彼此的硬殼上)等爲主。李昱靜博士的此項研究發現其體內聚集有共生的硬殼管狀生物,代表了目前已知的後生動物體內共生關系的最早化石記錄;這一發現揭示了寒武紀早期海洋生態系統已經演化出了內共生等生態維度,表明寒武紀早期海洋生態系統的複雜程度遠遠超過以前的認知。

這種附著在古蟲動物前體殼內的疑難化石被命名爲群居喇叭蟲(Vermilituus gregarius)(圖-1),其身體呈圓錐形管狀,大小只有0.87.2 mm,體表具有橫向的環紋,呈群體保存。李昱靜博士最早于2015年首次在古蟲動物中觀察到這種現象。近年來,李昱靜博士通過檢查澄江生物群中數千塊古蟲動物標本,確認在10枚古蟲標本上共發現有192只群居喇叭蟲,感染最嚴重的單個古蟲身體攜帶有多達88只共生個體。

古蟲動物是寒武紀特有的一類營遊泳生活的滅絕疑難化石類群。群居喇叭蟲主要生長在古蟲的前體出水口附近,可能和宿主古蟲動物競爭食物顆粒和氧氣。單個宿主古蟲可以感染近百個共生體,具有典型的生物共生汙染特征。

論文共同作者、萊斯特大學Mark Williams教授評論說:我們對這種體內共生現象感到非常驚訝。這一發現將這種生態關系追溯到5.18億年前的寒武紀海洋動物,這表明複雜的共生關系已成爲寒武紀早期後生動物輻射過程的驅動力之一。

雲南大學古生物研究院李昱靜博士爲論文第一作者,其合作導師叢培允研究員爲共同通訊作者。近年來,叢培允團隊(疑難化石與動物門類早期輻射演化)持續聚焦澄江生物群中物種之間的相互作用,2017年曾首次報道澄江生物群中發現最早的共生蠕形動物(Cong et al. Host-specific infestation in early Cambrian worms. Nat Ecol Evol 1, 1465–1469. https://doi.org/10.1038/s41559-017-0278-4),揭示了最早的宿主特異性和宿主遷移的生態現象。本項研究是該團隊在寒武紀海洋生態系統複雜性研究領域的又一重要成果。

本項目得到雲南省古生物研究重點實驗室,教育部雲南重大生物演化事件及古環境國際合作聯合實驗室,雲南大學生態學博士後科研流動站,雲南大學“雙一流”建設“高原山地生態與地球環境”學科群等平台及部門的支持以及國家自然科學基金、雲南省科技廳等多個項目共同資助。

《通訊生物學》:寒武紀早期遊泳動物古蟲的共生汙染

图1 古虫(Vetulicola)以及共生在其内表面的群居喇叭虫(Vermilituus gregarius),标本来自云南东部寒武纪澄江生物群。图片修改自Li et al., 2020, Communications Biology

图2 古虫与共生的群居喇叭虫的保存方式图解。左上:古虫埋在岩层中;左下:岩石穿过化石裂开,因此在两个板子上都保存有古虫的内表面和外表面-;右:打开之后,可见群居喇叭虫保存在古虫的内表面。绘图:王晓东

图2 古虫与共生的群居喇叭虫的保存方式图解。左上:古虫埋在岩层中;左下:岩石穿过化石裂开,因此在两个板子上都保存有古虫的内表面和外表面-;右:打开之后,可见群居喇叭虫保存在古虫的内表面。绘图:王晓东

图3 楔形古虫(左)与长方形古虫(右)手绘复原图,显示前体壳内表面被群君喇叭虫污染。图片来自Li et al., 2020, Communications Biology,绘图:王晓东

图3 楔形古虫(左)与长方形古虫(右)手绘复原图,显示前体壳内表面被群君喇叭虫污染。图片来自Li et al., 2020, Communications Biology,绘图:王晓东





 
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