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(xué)家通過對寒武紀(jì)節(jié)肢動物孵育行為的研究,論證了已知最早的演化權(quán)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(quán)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(jì)時期,生物在寒武紀(jì)早期還是追求“多子多福”;而到了寒武紀(jì)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(dá)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(quán)衡”。權(quán)衡是現(xiàn)代生物學(xué)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(zhì)大學(xué)(北京)科研人員歐強與西北大學(xué)韓健和舒德干等人通過對寒武紀(jì)節(jié)肢動物孵育行為的研究,論證了已知最早的演化權(quán)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(quán)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(zhì)大學(xué)(北京)、西北大學(xué)、云南大學(xué)、玉溪師范學(xué)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(jì)瓦普塔蝦類節(jié)肢動物化石標(biāo)本進(jìn)行了研究,團隊發(fā)表在4月29日出版的《科學(xué)·進(jìn)展》(Science Advance)上的研究成果,將演化權(quán)衡追溯到了距今5.2億年前的寒武紀(jì)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(guān)系很近。它們的化石在中國寒武紀(jì)早期的澄江生物群以及加拿大寒武紀(jì)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(biāo)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(nèi)表面,在它們孵化過程中提供物理性保護(hù)并保障營養(yǎng)物質(zhì)及氧氣供應(yīng),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(dá)100顆以上,但直徑普遍小(均為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(jì)不同生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性演化。




