最古老海绵化石证动物“共同祖先”出现早于6亿年前

贵州始杯海绵

在海底生活着数量巨大的海绵“家族”，它们是世界上结构最简单的多细胞动物。既没有头，也没有尾，没有躯干和四肢，更没有神经和器官。但它们“历史悠久”，是整个动物界中最原始的类群。此前，古生物学界认定其可靠的化石记录最早大约出现在5.35亿年前的寒武纪早期。近日，中科院南京地质古生物所朱茂炎研究员课题组将这一时间向前推进了6000万年，这也意味着所有动物的“共同祖先”出现应远早于6亿年前，远早于古生物学家的传统推测。这一成果发表在今天的《美国科学院院报》上。

“瓮安生物群”让古生物学家“很困惑”

“瓮安生物群”产自贵州瓮安县磷矿地层内，距今约6亿年，其中的动物胚胎化石是迄今最古老的后生动物，为研究动物在寒武纪大爆发之前的起源和早起演化历程提供了独一无二的实证材料，因此自从1998年这些胚胎化石被发现以来，受到国内外科学界的极大关注。虽然发现了大量动物胚胎化石，但却一直缺乏可信的动物成体化石，所以不少学者对于瓮安生物群中胚胎的动物属性有所质疑，认为它们也有可能是硫细菌或者绿藻。

“瓮安生物群中究竟有没有动物呢？这一直是古生物学家所困惑的科学问题。”该研究第一完成人殷宗军博士告诉记者，而转机，就在他们新发现的一块不足3立方毫米的小化石里。

“米粒大”的化石却是世界难题的“转机”

这块化石是以磷酸盐化的形式呈三维立体的状态保存在白云质磷矿岩中。殷宗军博士说，这块标本十分微小，体积大约2-3立方毫米，就和一颗米粒差不多大小，被命名为“贵州始杯海绵”。为了不破坏标本，同时又能观察到标本的内部结构，他们借助大型科学装置欧洲同步辐射光源，使用了目前最先进的三维无损成像方法——相位衬度显微断层成像技术，重建了该化石标本的三维结构。

重建的结果让小组成员们欣喜：化石整体外观呈缠绕的管状，由三个独立的腔室共用一个实体基座组成，每一个腔室都有一个向上的开口；生物体已经发生了明显的细胞分化，而且标本表面的扁平细胞和现代海绵表面的扁平细胞无论是细胞形态还是细胞之间的黏联方式都十分一致；化石表面不同区域覆盖的细胞具有不同的形态和定向，细胞之间发育了数量众多的小孔，这些小孔直通有开口的腔室，和腔室一起形成了简单的水沟系统，为生物体提供了与外界进行物质交换的通道；标本的皮层之下没有发现基膜，内部也没有发育骨针等矿化的骨骼。但是，在腔室内壁上发现了类似现代海绵的领细胞结构。以上这些生物学特征表明它是一种与现代海绵动物非常相似的原始动物，固着在浅水区的海底通过简单的水沟系统进行滤食生活。

为发现更古老的动物始祖化石提供了依据

海绵是整个动物界中最原始的类群，它们没有真正的组织和器官，只有细胞分化。虽然前人也曾报道过一些前寒武纪地层中疑似的海绵化石，但也都被逐一证明并不是海绵，不被学界认可。

而“贵州始杯海绵”，以其精美保存的细胞和完整的满足水动力学需求的水沟系统，成为目前为止最古老的海绵化石，将海绵动物的化石记录向寒武纪之前推进了6000万年。

“瓮安生物群”中原始海绵的发现，预示着一些与这类海绵动物有共同祖先，但形体更复杂的真后生动物在“瓮安生物群”中也应该出现，而所有动物的共同祖先则远早于6亿年前。这一理论上的推测，为在更古老的地层中发现动物始祖化石提供了依据，将指导科学家在溯源之旅中继续前行。