后生動(dòng)物門類的起源與早期演化過(guò)程是生命科學(xué)和地球科學(xué)的重要交叉研究領(lǐng)域。兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物（三胚層動(dòng)物）的最基本特征之一是身體呈左右對(duì)稱，這種身體的對(duì)稱模式賦予大部分兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物具有蠕蟲狀的外形和（主要）進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)的能力。但在長(zhǎng)期的演化過(guò)程中，一部分兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物的身體外形特化為假輻射對(duì)稱（如海星、海膽等棘皮動(dòng)物），甚至演化出了營(yíng)底棲固著生活的生態(tài)習(xí)性。觸手冠動(dòng)物是其中最典型的代表，共包括三個(gè)動(dòng)物門，分別是腕足動(dòng)物、帚蟲動(dòng)物門和苔蘚蟲動(dòng)物門（圖-1）。觸手冠動(dòng)物具有一對(duì)高度特化的須腕，上面長(zhǎng)著復(fù)雜的纖毛系統(tǒng)，用來(lái)從水體里過(guò)濾食物顆粒。由于觸手冠動(dòng)物身體的基本形態(tài)與大部分兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物明顯不一樣，它們的起源一直是動(dòng)物門類輻射演化研究領(lǐng)域的謎題。

圖-1: 現(xiàn)生觸手冠動(dòng)物的基本形態(tài) A.腕足動(dòng)物（海豆芽） B.帚蟲動(dòng)物（馬蹄蟲） C.苔蘚蟲動(dòng)物

(資料圖片)

叢培允課題組與英國(guó)牛津大學(xué)、布里斯托大學(xué)、法國(guó)自然博物館、中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、澄江化石地世界自然遺產(chǎn)管理委員會(huì)、玉溪師范學(xué)院等國(guó)內(nèi)外科研單位合作，對(duì)過(guò)去十幾年野外工作中發(fā)現(xiàn)的唯一一塊奇特標(biāo)本（圖-2）開展了多技術(shù)手段（如RTI技術(shù)，圖-3）的綜合研究，揭示了該化石標(biāo)本不但具有類似于環(huán)節(jié)動(dòng)物韻律分節(jié)的身體外形，還有具有觸手冠早期化石類群（托模特殼（tommotiids），一類出現(xiàn)在寒武紀(jì)最早期的小殼動(dòng)物化石（Small Shelly Fossils））的關(guān)鍵殼體特征，首次證實(shí)了觸手冠動(dòng)物的祖先類群具有典型的兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物的特征（圖-4）。

圖-2: 班氏舞鳳蟲（Wufengella bengtsoni）的（A）模式標(biāo)本、（B）解釋圖及（C）復(fù)原圖

此次發(fā)現(xiàn)的化石新物種——班氏舞鳳蟲（Wufengella bengtsoni）的屬名（Wufengella）源于云南省澄江市的舞鳳山，種本名（bengtsoni）來(lái)自世界著名小殼動(dòng)物化石學(xué)者Stefen Bengtson的姓氏。Bengtson早在20世紀(jì)七十年代提出，托模特殼等零散保存的小殼化石骨板可能是某類未知蠕形動(dòng)物的保護(hù)“盾牌”。

圖-3: 全光位成像（RTI）技術(shù)揭示出化石標(biāo)本表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)特征

（圖片版權(quán)與法國(guó)自然歷史博物館共享）

本研究是證實(shí)寒武紀(jì)早期小殼動(dòng)物（骨骼）化石與特異保存軟軀體組織化石（如澄江生物群）代表連續(xù)演化過(guò)程的典型案例之一，揭示了觸手冠動(dòng)物的祖先類群是一種具有韻律分節(jié)的、長(zhǎng)著非對(duì)稱骨板的蠕形動(dòng)物，不但平息了學(xué)術(shù)界關(guān)于觸手冠動(dòng)物起源的爭(zhēng)論，證實(shí)了觸手冠動(dòng)物的底棲固著生活方式是其蠕形祖先類群適應(yīng)性演化的結(jié)果，并為認(rèn)識(shí)兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物祖先是爬動(dòng)蠕蟲型（而非底棲固著型）的假說(shuō)提供了新的證據(jù)。

圖-4: 觸手冠動(dòng)物的早期演化模式

云南大學(xué)生態(tài)學(xué)專業(yè)2019級(jí)博士研究生（在職）郭進(jìn)為論文第一作者，叢培允研究員為共同通訊作者，侯先光教授、魏凡副研究員、趙軍博士（出站）、趙陽(yáng)博士（畢業(yè)）、博士研究生雷向通、澄江化石地管理委員會(huì)陳泰敏研究館員及玉溪師范學(xué)院陳愛林副教授為共同作者。云南大學(xué)為論文第一單位。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、云南省科技廳-云南大學(xué)雙一流建設(shè)聯(lián)合項(xiàng)目的資助。

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.09.011