Fig. 1: Saccus xixiangensis gen. et sp. nov. Credit: uux.cn/Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (2024). DOI: 10.1016/j.palaeo.2024.112635
(神秘的地球uux.cn)据中国科学院(李亚丽):一个国际研究小组发现了属于Ecdysozoa的化石胚胎,Ecdysoozoa是一个多样化的动物群体,包括蛔虫、天鹅绒蠕虫、昆虫和螃蟹。这些化石可追溯到大约5.35亿年前,在中国陕西省南部的寒武纪早期宽川铺生物群中发现。
该研究由中国科学院南京地质古生物研究所张华桥教授领导,发表在《古地理、古气候学、古生态学》杂志上。
化石无脊椎动物胚胎很少见,但保存下来后,它们为已灭绝动物的进化发育生物学提供了关键的见解。虽然从寒武纪早期到奥陶纪早期就有这样的胚胎的报道,但大多数例子仅限于刺胞动物和斑蝥科Markuelia分类群。早寒武世关川普生物群富含各种刺胞胚胎及其孵化阶段,但该生物群中尚未发现Ecdysozoa的化石胚胎。
在这项研究中,研究人员发现了保存完好的福统早期(寒武纪早期)宽川铺组化石胚胎,特别是来自中国陕西省汉中市西乡县张家沟段。鉴定出7个标本,均为三维磷化。
显微CT分析表明,胚胎内部中空,导致缺乏保存的内部软解剖结构。根据其前端和后端硬壳的数量和排列的变化,这些胚胎被分为两个新的分类群:Saccus xixiangensis gen. et sp. nov.(图 1) 和 Saccus necopinus gen. et sp. nov.(图 2)。
Fig. 2: Saccus necopinus gen. et sp. nov. Credit: uux.cn/Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (2024). DOI: 10.1016/j.palaeo.2024.112635
该研究表明,胚胎被包裹在一个薄而光滑的包膜内,直径从730μm到1 mm不等。它们相对较大的尺寸表明其卵黄成分丰富,为发育提供了足够的能量(卵磷脂)。胚胎表现出袋状身体,没有内向或成对的四肢。
高分辨率扫描电镜图像显示,体壁无纤毛。前巩膜炎呈放射状排列,而后端巩膜炎呈双侧排列。表皮显示出柔软的变形,但硬壳基本上没有变形,这表明它们更硬,可能已经角质化。值得注意的是,胚胎缺乏孔口,这代表了口腔或肛门形成之前的发育阶段。
后端双侧排列的巩膜炎表明双侧对称,将这些新胚胎归类为双侧。此外,纤毛或纤毛插入位点的缺失,以及角质化巩膜炎的存在,表明了蜕皮激素的关系。表皮的存在意味着这些胚胎处于胚胎发育的后期,可能接近孵化。
由于没有孵化的标本,Saccus的确切发育模式尚未确定。据推测,这些胚胎可能经历了间接发育,孵化为营养性(卵黄喂养)幼虫。这表明,由于后期生长过程中的变态,幼年和成年形态可能会有所不同。或者,它们可以直接发育,孵化为性营养幼体。
这些幼体可能表现出类似袋状的身体,没有内向或成对的四肢,类似于Saccorhytus。在任何一种情况下,胚胎都只依靠蛋黄提供能量,直到它们发育出功能性的口腔并开始进食。
直接发育假说对早期蜕皮动物体型的进化具有启示意义。如果Saccus和Saccorhytus属于全群或茎群蜕皮激素,则表明袋状体可能是蜕皮激素的原始体,而具有冠群蜕皮素特征的蠕形体则进化较晚。
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