“我們這里有成千上萬塊琥珀化石,本來是想研究琥珀中線蟲,誤打誤撞在這塊放置了近10年的琥珀中,發現了前人沒有發現的絳蟲身體化石。”中國科學院南京地質古生物研究所(以下簡稱南古所)博士研究生羅慈航向《中國科學報》介紹了一項最新的研究成果。
3月22日,一支聯合研究團隊在《地質學》(Geology)上發表的論文報道了這塊奇特的絳蟲化石。羅慈航是論文的第一作者,他在南古所研究員王博指導下,與云南大學和德國、英國、緬甸的同行合作,在這塊約1億年前的緬甸克欽琥珀中首次發現了錐吻目絳蟲。
身體化石證據缺失
研究顯示,已知的絳蟲約5000種,廣泛分布于大部分的陸地、淡水和海洋生態系統中,其體型變化很大,長度從小于1毫米到大于30米不等,身體主要由頭節、頸部和鏈體組成,頭節上有吸盤和鉤,用于固著在宿主身上,通過表皮吸收營養。
“絳蟲靠寄生生活,可以感染大多數的脊椎動物,包括人類。”羅慈航介紹,錐吻目絳蟲是海洋中物種數最多的絳蟲類群之一,分布廣泛且易于辨認。它們的主要特征是頭節上有2或4個可動的足狀的吸槽,并具有4個有螺旋排列小吻鉤的可回縮錐吻。
另據了解,錐吻目絳蟲的幼蟲常寄生于包括海洋浮游動物、軟骨魚、硬骨魚和無脊椎動物等多種海洋生物體內,而成蟲則寄生于板鰓總目軟骨魚類,主要是鯊魚和鰩魚的胃腸道中。
相關研究根據分子生物學證據推測,錐吻目絳蟲可能起源于約2億年前的三疊紀與侏羅紀之交。多年前,巴西里奧格蘭德聯邦大學古生物學家在一枚距今約2.7億年的鯊魚糞化石中發現了近百顆古絳蟲卵化石,該發現表明此時絳蟲已經能夠寄生軟骨魚類。
雖然這些絳蟲卵化石的研究表明,蟲卵化石內部可能保存了發育中的絳蟲胚胎,但是由于保存情況不佳,并沒有被廣泛接受是絳蟲身體化石。
羅慈航指出:“由于絳蟲的寄生習性,并且沒有硬骨骼軀體,容易腐爛,其很難保存為化石。迄今為止,學術界還沒有更多關于絳蟲身體的化石證據,導致我們對絳蟲的早期演化知之甚少。”
鑒定存在一定難度
在這項研究過程中,研究團隊遇到最大難題就是,鑒定該化石到底是什么。
“先前研究確認的證據只有絳蟲卵的化石。”王博告訴《中國科學報》,“我們研究這次的關鍵是鑒定了這塊化石是目前唯一確定的絳蟲身體化石。”
由于絳蟲身體的形態與多種生物體,如棘頭蟲,部分植物等有一定相似性,羅慈航等人借助相關科學儀器發現,這塊琥珀化石包裹的絳蟲的外部形態,如錐吻、排列獨特的吻鉤,以及相關內部結構,如部分回縮的錐吻和無根的吻鉤特征等,均與現生的錐吻目絳蟲完全符合。
“通過上述外部形態和內部結構的對比,我們推測這塊琥珀化石是絳蟲身體化石。”羅慈航說,“由于這一類絳蟲大多是海洋軟骨魚類,如鯊魚或鰩魚的內寄生蟲,因此我們推測這塊化石中的絳蟲也曾寄生于白堊紀的鯊魚或鰩魚體內。”
絳蟲、吸蟲、渦蟲等屬于扁形動物門,扁形動物門的身體化石非常稀少,只有少數的化石被發現,同時這些化石還極具爭議。
之前有研究稱在緬甸琥珀的一只蜥蜴體內曾發現兩個類似吸蟲囊蚴的結構,但是該研究缺乏明確的形態學證據;還有研究稱在波羅的海琥珀中發現單腸渦蟲,后來證明該發現只是氣泡。
羅慈航介紹,目前發現的最古老的扁形動物門的身體化石可能來自泥盆紀的魚類身上發現的鉤狀結構,雖然其符合單殖吸蟲的特征,但再無其它結構保存。“因此我們的這項研究提供了目前最可靠的扁形動物門的身體化石記錄。”
琥珀形成于海岸邊
羅慈航等人研究的這塊琥珀產自于緬甸北部克欽邦胡康河谷,又稱克欽琥珀,已有研究已表明,克欽琥珀很可能形成于海岸邊。
這塊用于研究的琥珀除了包裹絳蟲的身體,還包裹了大量的砂礫、植物產生的毛狀體、一只蚧殼蟲,由此也進一步證實了克欽琥珀形成于陸地或者近岸環境中。
那么,海洋內寄生性的絳蟲是如何出現在琥珀中的?
研究團隊提出了一種可能的假設:絳蟲的宿主,如鰩魚因風暴或者潮汐被困在沙灘上,并被陸地的掠食者,如恐龍捕食,當恐龍取食鰩魚內臟時,絳蟲被扯出來,并被附近的樹脂包裹。
研究假設場景復原圖 楊定華繪制
“我們不僅發現了少見的海洋內寄生蟲被琥珀包裹的案例,還證明了琥珀可以保存軟軀體生物的內部結構,而此前對琥珀生物內部結構的研究主要集中于節肢動物。”羅慈航告訴記者,“這塊琥珀化石的前部保存了精美的內部結構,如層層疊覆的錐狀結構與錐吻目絳蟲未完全伸出的錐吻形態一致,無根的吻鉤也與許多錐吻目一致。”
羅慈航透露,該研究為了解絳蟲早期演化提供了直接證據,也為理解琥珀埋藏學和恢復古環境提供了新線索。
相關論文信息:https://doi.org/10.1130/G52071.1
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