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【中国科学报】苔藓虫:被忽视的“小”动物

   珊瑚是一种动物而不是植物,这一点并不是人人都知道。但被人们更忽视的是,在海洋中,还有另外一种外表似植物,却拥有动物“内核”的动物——苔藓虫。

  虽然苔藓虫的个头不大,约为0.5毫米,但它们群居而生,大量的苔藓虫会组成枝状、网状、片状、半球状等各种形状的苔藓虫群体。它们的幼年期往往过着“旅游生活”,然后定居下来,开始营底栖固着或附生生活。现代和古代苔藓虫,都可以固着在各种地形的坚硬石质海底、滚动的卵石或死亡后的动物壳体之上。
  对于现存在海洋中的苔藓虫,其祖先可以追溯到约5亿年前的奥陶纪早期。而一块早奥陶世特马豆克期苔藓虫化石就被保存在中科院南京地质古生物研究所(以下简称南古所)。
  早奥陶世特马豆克期苔藓虫化石
  早奥陶世特马豆克期苔藓虫化石,是由南古所研究员夏凤生于2007年在湖北宜昌黄花场和松滋刘家场地区的分乡组中发现的。它不仅是当时所知全球最老的苔藓虫化石,同时也是构成全球最早的苔虫礁的骨架生物,是最早的真后生动物生物礁。
  “其实在这之前,有多篇文献报道特马豆克期苔藓动物被发现,但经过核实,那些都不是真正的苔藓动物,而可能是藻类或者其他生物,甚至是假化石。”南古所马俊业博士告诉《中国科学报》记者。
  在早奥陶世更早地层(如南津关组)中寻找苔藓虫并不是空穴来风。化石记录显示,奥陶纪具有非常丰富的苔藓虫。特别是狭唇纲苔藓虫发生演化辐射,是显生宙古生代奥陶纪生物大辐射中的重要组分和体现。而在早奥陶世特马豆克期分乡组时,“此时的苔藓动物已经具有一定的多样性,包括3个目,即变口目、隐口目和爱沙尼亚目,以及3个属6种,形态也相对复杂。这说明苔藓动物在分乡组之前还存在一个相对较长的演化时期。”马俊业介绍道。
  但是这个“最早”的纪录并没有保持很久,很快,通过南古所苔藓动物研究组的继续努力,在松滋刘家场地区的南津关组(分乡组下伏地层)发现了更早的苔藓虫。
  苔藓虫研究的最早开创者
  除了拥有早奥陶世特马豆克期苔藓虫化石,南古所还与苔藓虫化石有着另一层不解之缘:该所研究员杨敬之是我国首位苔藓虫化石研究的开创者。
  上世纪50年代,北美与东欧等地已经发现了不少奥陶纪苔藓虫化石,但我国关于苔藓虫化石的研究还寥寥无几。杨敬之曾在1957年发表在我国《古生物学报》的《陕西梁山早奥陶世苔藓虫的发现》一文中写道:“据笔者所知,仅在辽宁太子河流域中奥陶纪马家沟石灰岩中发现过数种,但因保存状况很坏,除日人尾崎描述过二种外,其他材料尚未详细研究。”尤为重要的是,所发现的变隐苔虫兼有变口目和隐口目的鉴别特征,这对于古生物学家研究苔藓虫的早期演化具有重要的意义。
  通过坚持不懈的研究,杨敬之等人还发现影响苔藓动物生存的最主要的环境因素是水的流动性、底质性质,海水的深度、温度和盐分等。
  在开启及深入研究苔藓虫的研究后,杨敬之带领学生对四川、广西、湖北、湖南、浙江、陕西、吉林及西藏等地区奥陶纪至三叠纪苔藓虫化石进行了广泛的调查研究,发表了一系列地层学和系统古生物学论文,编著出版了《中国的苔藓虫》《苔藓虫化石》(古生物学小丛书)及《珠穆朗玛峰地区的苔藓虫化石》。
  小身体的大能量
  现代研究显示,最早的苔藓虫化石发现在奥陶纪早期的地层中。苔藓虫中,栉口目并不像其他海洋苔藓虫具有碳酸钙骨骼,而是具有有机质。并且,该类群被看作是比较原始的一个类群,其他类苔藓虫或许衍生自与栉口目相似的类群。它们自奥陶纪出现以后一直延续到现代,但是变化少,化石也不多。
  在古生代,苔藓虫具有三个重要的演化时期。
  第一个是奥陶纪,是苔藓虫的首次繁盛期。在该时期苔藓虫除了栉口目,出现了变口目、泡孔目、隐口目、环口目等。其中,变口目和隐口目苔藓虫无论是多样性还是生物量都是处于绝对优势。
  泥盆纪到石炭纪是苔藓虫的第二个繁盛期,上述各个目依然存在,但是隐口目却显得特别地繁盛,窗格目苔藓虫也逐渐增多。
  但到了第三个演化时期——二叠纪,苔藓虫却发生了重大变化,在二叠纪末发生生物大灭绝,曾经作为优势类群的变口目、隐口目以及窗格目逐渐灭绝,而管口目和唇口目开始发生多样化,成为目前苔藓虫的优势类群。目前,除了具有碳酸钙骨骼的管口目和唇口目外,苔藓虫还包括无矿化骨骼的淡水类型被唇类和栉口目苔藓虫。
  苔藓虫的形态与多样性演化是引起研究者兴趣的重要原因之一,另外一个很重要的原因则是苔藓动物是寒武纪生物大辐射中唯一 一个没有出现的具有矿化骨骼的动物门类。“因此,苔藓虫古生物研究对于我们了解后生动物门类起源研究具有重要的意义。”马俊业表示。
  而且,苔藓动物在古生代以及新生代发生了较为可观的生物多样化,这对现代人理解地质历史过程中生物与环境相互协同演化具有重要的意义。
  另外,个别地质时期,苔藓虫具有较快的演化速率,可以在地层对比方面发挥重要作用。
  对于这个需要用显微镜观察的“小”动物,马俊业饱含感情,并认为,无论是在古生物,还是现代海洋生物中,苔藓虫一直被众人所忽视、忽略,被看作是一个“小”的动物门类。但是,通过研究发现,苔藓动物多样化保护

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