央廣網(wǎng)西安4月30日消息(記者雷愷 通訊員熊曉芬)我國科學家通過對寒武紀節(jié)肢動物孵育行為的研究,論證了已知最早的演化權衡現(xiàn)象,并提出在早期節(jié)肢動物走向輻射演化并大量繁殖的過程中,“權衡”機制可能曾經(jīng)扮演了非常重要的角色。這項研究表明,距今5.2億年前的寒武紀時期,生物在寒武紀早期還是追求“多子多!保欢搅撕浼o中期,“優(yōu)生優(yōu)育”顯然更受到青睞。
在漫長的生命演化歷程中,每一個生物所能獲取的資源(能量、時間、空間等)是有限的。為了能達到個體生存、繁殖乃至精神層面的最佳狀態(tài),生物要充分利用有限的資源,優(yōu)化配置到身體的各種性狀。這種近緣物種之間出現(xiàn)的表型此消彼長的可塑性演化現(xiàn)象被稱作“演化權衡”。權衡是現(xiàn)代生物學家研究的重要課題,但是因為缺少化石記錄,使得人們對其在早期生命演化中的所起到的作用和影響知之甚少。
中國地質大學(北京)科研人員歐強與西北大學韓健和舒德干等人通過對寒武紀節(jié)肢動物孵育行為的研究,論證了已知最早的演化權衡現(xiàn)象,并提出在早期節(jié)肢動物走向輻射演化并大量繁殖的過程中,“權衡”機制可能曾經(jīng)扮演了非常重要的角色。這支來自中國地質大學(北京)、西北大學、云南大學、玉溪師范學院等高校的聯(lián)合科研團隊對我國澄江生物群及加拿大布爾吉斯頁巖生物群的1000多枚寒武紀瓦普塔蝦類節(jié)肢動物化石標本進行了研究,團隊發(fā)表在4月29日出版的《科學·進展》(Science Advance)上的研究成果,將演化權衡追溯到了距今5.2億年前的寒武紀時期。
瓦普塔蝦科(Waptiidae)是節(jié)肢動物一個已絕滅的原始類群,與現(xiàn)代海洋甲殼動物親緣關系很近。它們的化石在中國寒武紀早期的澄江生物群以及加拿大寒武紀中期的布爾吉斯頁巖生物群都有記錄。研究人員基于澄江生物群中隸屬瓦普塔蝦科的“卵形川滇蟲”(Chuandianella ovata)共計1020枚化石標本的觀察,發(fā)現(xiàn)其中4枚保存了精美的受精卵,部分卵還保存有胚胎的證據(jù)。這些卵被母體攜帶在左右雙瓣殼內表面,在它們孵化過程中提供物理性保護并保障營養(yǎng)物質及氧氣供應,使后代獲得最大的成活率。
歐強介紹,幾年前曾經(jīng)有國外研究者報道了“菲爾德瓦普塔蝦”(Waptia fieldensis)攜卵現(xiàn)象,論證了在距今5.08億年前,瓦普塔蝦就有類似現(xiàn)代甲殼動物的孵育行為。歐強等人發(fā)現(xiàn),距今5.2億年前的卵形川滇蟲攜帶的卵數(shù)量普遍多,最多者總數(shù)可達100顆以上,但直徑普遍。ň鶠0.5毫米左右);而菲爾德瓦普塔蝦攜帶的卵普遍都少,最多者僅為25顆卵,但直徑都很大(普遍大于2毫米)。這些孵育性狀的鮮明對比,揭露了這兩種近緣節(jié)肢動物的繁殖策略發(fā)生了明顯改變,反映了它們在自然選擇作用下對寒武紀不同生態(tài)環(huán)境的適應性演化。




