记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉,该所领衔的国际古生物团队近期在内蒙古宁城道虎沟化石群发现一种约1.6亿年前的奇特远古寄生虫化石——侏罗虫,这一发现破解了长久困扰学术界的棘头虫起源之谜。4月9日,英国《自然》周刊在线发表了这一成果。
棘头虫又称棘头动物门,是一类海洋和陆地生态系统中常见的体内寄生蠕虫,能够感染人、猪、鱼等多种动物。它们有着蠕虫状的外形,可以外翻的吻突上分布着成排的倒钩,用于附着在宿主的消化道内。但关于这类常见寄生虫起源于哪里、跟谁是近亲,此前一直成迷。
侏罗虫化石照片(a)与复原图(b)。(中国科学院南京地质古生物研究所供图,复原图绘制者:杨定华)
“由于体内寄生虫很难长久保存,此次研究前,棘头虫的化石非常罕见,迄今只开展了零星研究。而此次的新发现正好为破解棘头虫起源、细致研究它们的形态提供了新的关键化石证据。”领导此项研究的中国科学院南京地质古生物研究所研究员王博介绍,研究团队此次新发现的棘头虫,产自著名的道虎沟化石群,因此被命名为道虎沟侏罗棘头虫,简称侏罗虫。
系统发育分析表明,侏罗虫的演化位置位于棘头虫的最根部,是棘头虫的基干类群,很可能藏着棘头虫起源的“密码”。
从形态上看,侏罗虫体长约1至2厘米,它们的身体呈纺锤形,分成明显的三个部分:吻突、颈和躯干。吻突布满向下弯曲的倒刺,颈部短而灵活,躯干表面覆盖32对纵向纹路,利于在宿主肠道内固定。最奇特的是,侏罗虫躯干的最前端藏着一套“颚器”。颚器前部有小齿,向后逐渐变大,所有齿尖朝前,仿佛一套微型“绞肉机”。
侏罗虫的颚器结构与轮虫祖先相似,而钩状吻突又与现代棘头虫相似,这说明它们从自由生活的轮虫演化而来,但为适应寄生生活而特化了头部结构。
“侏罗虫堪称从轮虫向棘头虫演化过渡的关键一环。在侏罗纪时期,它们可能已经和现代的蛔虫、绦虫一样,形成了寄生在另一种生物体内的内生活习性。另外,以前科学家一直认为棘头虫起源于海洋,但侏罗虫却发现于陆地环境,这也说明,早期的寄生虫可能最早在陆生动物中‘试水’寄生策略,随后才扩散到海洋。”王博说。(记者王珏玢)
地理科普延伸阅读
内蒙古宁城道虎沟化石群:中生代生命的史诗画卷
在内蒙古宁城县道虎沟村,有一处被岁月尘封的远古秘境——道虎沟化石群。它宛如一部无字的天书,静静地诉说着中生代晚期(约1.67—1.60亿年前)地球生命的波澜壮阔,为科学家们研究生物进化提供了无比珍贵的线索,也在地理与历史的长河中留下了浓墨重彩的一笔。
地质背景:火山与湖泊的交织乐章
道虎沟化石群的形成,与当时独特的地质环境息息相关。该地区在中侏罗世(距今大约1亿6千万年)就开始接受沉积,形成了一套滨湖、浅湖偶有沼泽相的沉积地层。当时,道虎沟地区气候温暖湿润,湖边植被茂密,宛如一片生机勃勃的远古乐园,为众多生物提供了理想的栖息之所。然而,这片宁静的乐土却时常遭受着火山活动的侵扰。周边分布着大量的火山,火山喷发时,大量火山灰降落到湖泊中,形成了非常细腻的沉积。这些火山灰层与薄层湖相沉积相互交织,就像是大自然精心编织的一张巨网,将无数生物的遗骸完好地保存其中。
从地层剖面来看,道虎沟含古生物化石地层为中侏罗统九龙山组地层,厚度约41米,上部与髻山组整合接触,下部与太古宙片麻岩呈角度不整合接触。这种复杂的地层结构,见证了地球漫长的地质演化过程,也为化石的形成和保存提供了稳定的条件。火山活动带来的火山灰不仅为化石的保存提供了细腻的沉积环境,还使得一些生物在灾难瞬间被迅速掩埋,从而形成了精美的化石标本。例如,火山喷发产生的有毒气体可能导致大量生物窒息而亡,它们的遗骸被厚厚的火山灰迅速埋藏,经过漫长的地质年代,最终成为了我们今天所见的珍贵化石。
化石宝藏:生物多样性的绚丽展示
道虎沟化石群堪称一座生物多样性的宝库,涵盖了20多个门类的古生物化石,包括脊椎动物、植物、昆虫、双壳类、腹足类、叶肢介等。这些化石不仅数量众多,而且保存精美,科学价值极高,很多化石在世界上属独一无二品种。
在脊椎动物方面,道虎沟生物群中发现大量带羽毛的恐龙类,如海氏擅攀鸟龙、宁城树栖龙、道虎沟足羽龙等。这些带羽毛的恐龙化石对于研究早期鸟类起源具有重要意义,它们比热河生物群中的带羽毛恐龙时代更早,为科学家们揭示鸟类进化历程提供了关键证据。例如,宁城树栖龙和道虎沟足羽龙为鸟类飞行树栖起源说提供了有力证据,它们可能生活在树上,通过滑翔等方式在树木间移动,这种生活习性为后来鸟类的飞行进化奠定了基础。
除了恐龙,道虎沟化石群还发现了许多其他珍贵的脊椎动物化石。如世界上最早会游泳的哺乳动物——獭形狸尾兽,它的发现将哺乳动物适应水中生活的历史向前推进了至少1亿年;世界首次飞上天空的哺乳动物——远古翔兽,它的发现将哺乳动物开始滑翔的时间提早了至少7000万年,成为世界上最早会滑翔飞行的哺乳动物;最早的冠群真螈类生物——天义初螈,全面而完整地反映了中生代蝾螈类进化与演变的全过程,对研究有尾两栖类的起源、早期演化具有特殊的价值。
在植物化石方面,道虎沟化石群中保存了大量的银杏、苏铁、木贼类、棕榈等植物化石。这些植物化石反映了当时该地区以裸子植物为主的森林生态系统,处于既潮湿又温暖的温带气候中。森林的繁茂为众多动物提供了丰富的食物和栖息场所,形成了一个复杂而稳定的生态系统。
昆虫化石也是道虎沟化石群的一大亮点。这里发现了大量种类繁多的昆虫化石,如半翅目昆虫、划蝽、甲虫鞘翅等。其中,优美蜓科化石的发现尤为引人注目。科研人员日前在道虎沟中侏罗世燕辽生物群中,发现了迄今为止最完整的优美蜓科化石。该化石虫体印痕保存的完整程度十分罕见,不仅有翅膀和虫体,最难得的是生殖器都保存下来了。这一发现为昆虫学界深入了解优美蜓科提供了更全面的形态学依据,对地质古生物学界研究蜻蜓的自然历史演化提供了新的重要依据和科学支撑。
科研价值:破解生物进化之谜的关键钥匙
道虎沟化石群在科研领域具有不可估量的价值,它为科学家们破解众多生物进化之谜提供了关键线索。
在鸟类起源研究方面,道虎沟生物群中发现的大量带羽毛的恐龙化石,如海氏擅攀鸟龙、宁城树栖龙、道虎沟足羽龙等,对早期鸟类起源研究具有重要意义。由于道虎沟生物群的时代比热河生物群要早,这些带羽毛的恐龙化石为研究鸟类从恐龙演化而来的过程提供了更早期的证据,有助于科学家们更深入地了解鸟类进化的早期阶段。
在寄生虫起源研究方面,中国科学院南京地质古生物研究所领衔的国际古生物团队近期在道虎沟化石群发现了一种约1.6亿年前的奇特远古寄生虫化石——侏罗虫。这一发现破解了长久困扰学术界的棘头虫起源之谜。系统发育分析表明,侏罗虫的演化位置位于棘头虫的最根部,是棘头虫的基干类群,很可能藏着棘头虫起源的“密码”。
此外,道虎沟化石群还为研究其他生物类群的进化提供了重要依据。例如,对有尾两栖类化石的研究,全面而完整地反映了中生代蝾螈类进化与演变的全过程,对研究有尾两栖类的起源、早期演化具有特殊的价值;对哺乳动物化石的研究,揭示了哺乳动物在不同生态环境下的适应和进化过程。
保护与利用:传承远古生命的遗产
为了保护和利用好这一珍贵的自然遗产,宁城县采取了一系列有效措施。
在保护方面,宁城县坚持农文旅融合发展,在道虎沟古生物化石遗迹园区周围发展采摘项目,鼓励村民栽种苹果、枣、梨等果树,吸引游客赏花踏春、采摘郊游,推进农文旅协同发展。同时,完善研学游服务体系,建设道虎沟古生物化石保护馆、游客中心、办公楼和野外科普教育基地,不断完善研学内容和服务项目。此外,还构建立体式宣传格局,常态化安排专业讲解员为游客讲解,强化群众对道虎沟古生物化石遗迹园区的了解。
在利用方面,道虎沟化石群具有重要的科普教育价值。道虎沟古生物化石保护馆作为亚洲最大的古生物化石原地保护馆,设计特色为笼盖三层地质剖面的球形外观,寓意“燕辽生物群”“道虎沟生物群”“热河生物群”的有序衔接。馆内保存了大量品种丰富、保存完整的古生物化石,很多化石在世界上属独一无二品种,为游客提供了一个了解远古生命的窗口。通过参观化石馆,人们可以直观地感受到中生代晚期地球生命的多样性和复杂性,增强对自然历史的认识和保护意识。
内蒙古宁城道虎沟化石群是大自然赐予我们的宝贵财富,它承载着中生代晚期地球生命的记忆,见证了生物进化的历程。我们应该珍惜这一自然遗产,加强保护和利用,让更多的人了解远古生命的奥秘,感受大自然的神奇与伟大。同时,也期待科学家们能够从道虎沟化石群中挖掘出更多的科学信息,为人类认识自然、探索生命进化做出更大的贡献。
责任编辑:程家康