見過長5只眼睛的“蝦”嗎?

中國科學院南京地質古生物研究所科學家最新發(fā)現(xiàn)一種5億多年前長相奇異的化石，化石上的“蝦”就長有5只眼睛，其身體還兼具巨型捕食動物奇蝦和節(jié)肢動物的多種特征，被譽為寒武紀的“麒麟”，命名為“章氏麒麟蝦”，它是揭開節(jié)肢動物起源之謎的過渡型物種。

11月5日，國際學術期刊《自然》雜志刊發(fā)這一重要科學發(fā)現(xiàn)。這是我國云南“澄江動物群”中又一最新發(fā)現(xiàn)，給生物進化論增添了一個強有力的化石證據。

在地球這個充滿生機的星球上，生命經歷了約40億年的漫長歷史。然而，直到5億多年前的寒武紀時代，復雜多樣的生命才在地球上突然出現(xiàn)。這一里程碑式的重大生命演化事件，被稱為“寒武紀大爆發(fā)”。從達爾文開始，“寒武紀大爆發(fā)”一直是困擾科學界的重大科學謎題。達爾文在他的《物種起源》里就特別提到，復雜動物在寒武紀突然出現(xiàn)是對進化論的巨大挑戰(zhàn)。

1984年，由中國科學院南京地質古生物研究所科學家在云南發(fā)現(xiàn)的“澄江動物群”更加凸顯了“寒武紀大爆發(fā)”的突發(fā)性，將“達爾文的困惑”推向頂峰。因為澄江動物群中化石發(fā)現(xiàn)表明，包括脊椎動物在內，幾乎所有現(xiàn)代動物門類在5.2億年前都已經出現(xiàn)了。依據達爾文進化論，想要破解寒武紀大爆發(fā)之謎，科學家就需要找到動物門類起源的過渡型祖先化石。

據論文通訊作者、中國科學院南京地質古生物研究所研究員黃迪穎介紹，澄江動物群中，多樣性最高的是節(jié)肢動物。從寒武紀大爆發(fā)開始，節(jié)肢動物便是地球上最成功的動物之一。人們熟知的蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛就是節(jié)肢動物，都具有分節(jié)的身體和附肢。當今地球個體數量最多的動物就是節(jié)肢動物，它們占據了動物界中大約80%的物種多樣性，在海、陸、空各種環(huán)境下都有它們的身影。

然而，節(jié)肢動物是怎么演化而來的，它們的祖先又長什么樣?這是生物進化的一大難題，100多年來困擾著一代又一代的科學家。

近日，中國科學院南京地質古生物研究所研究員朱茂炎領導的寒武紀大爆發(fā)研究組，在澄江動物群中找到了解答“節(jié)肢動物起源之謎”的關鍵化石——“章氏麒麟蝦”。

論文另一位通訊作者、中國科學院南京地質古生物研究所研究員趙方臣說，澄江動物群中，奇蝦是體長可達兩米的頂級捕食動物，被認為是節(jié)肢動物的祖先類型。但是，奇蝦和真節(jié)肢動物形態(tài)差異巨大，兩者之間存在著難以跨越的演化鴻溝。這一鴻溝成為探索“節(jié)肢動物起源之謎”的關鍵缺失環(huán)節(jié)。

此次發(fā)現(xiàn)的“章氏麒麟蝦”，身體具有明顯的真節(jié)肢動物特征，例如硬化的表皮、愈合的頭殼、多節(jié)的軀干和分節(jié)的腿肢。但是，它的頭部卻又嵌合了節(jié)肢動物祖先類型的形態(tài)構造，包括寒武紀怪物——奧帕賓海蝎特有的5只眼睛，以及寒武紀巨型頂級捕食動物——奇蝦的掠食性附肢。研究人員認為，“章氏麒麟蝦”組合了真節(jié)肢動物和節(jié)肢動物祖先類型的身體特征，是一種罕見的嵌合動物。

據論文第一作者、中國科學院南京地質古生物研究所助理研究員曾晗介紹，研究團隊采用多種技術手段，對“章氏麒麟蝦”化石進行了精細的比較解剖學研究。以多年積累的研究數據為基礎，結合“章氏麒麟蝦”獨特的嵌合形態(tài)和演化發(fā)育生物學分析，論證了奇蝦和真節(jié)肢動物第一對附肢的同源性。通過譜系發(fā)生重建，計算反演出早期節(jié)肢動物演化關系和附肢形態(tài)轉變的新模型。結果表明，“章氏麒麟蝦”的演化位置處于奇蝦和其它真節(jié)肢動物之間，位于真節(jié)肢動物的根部。

來自中國科學院南京地質古生物研究所的消息稱，“章氏麒麟蝦”代表了達爾文進化論預言的重要過渡型物種，它架起了從奇蝦演化到真節(jié)肢動物的中間橋梁，填補了節(jié)肢動物起源過程中關鍵的缺失環(huán)節(jié)。(記者 邱晨輝)