2014年7月15日,我校云南省古生物研究重点实验室侯先光教授(通讯作者)和刘煜博士(第一作者)与德国、美国科学家合作,在国际顶尖期刊《自然-通讯》(Nature Communications,影响因子10.015)发表了题为“A 520 million-year-old chelicerate larva”的研究论文,首次报道了迄今为止所知最古老的生态区位分化现象(niche differentiation)。
生态区位分化是指生存在同一时期和地区物种所使用的资源与栖息地不同的现象。生态区位分化可减少同一物种不同生长期的动物或不同物种间的竞争,促成物种的共存,或物种多样性的增加。
此次由侯先光教授领衔的国际研究团队对澄江动物化石群中一类大附肢节肢动物林乔利虫进行了深入研究。寒武纪大附肢节肢动物一直以来都被科学家们认为是现生螯肢类节肢动物(例如,蜘蛛、蝎子、鲎)的祖先型动物。研究人员通过现代荧光显微镜成像技术(Flourescence Microscopy)在特异保存的林乔利虫幼虫化石中发现了之前从未报道过的构造:一系列保存完好的仅长0.1毫米、彼此间间隔仅0.05毫米细微刚毛。这些细微刚毛分布在动物用于取食的大附肢内侧,其功能用于过滤水体里的细微颗粒,直径大于0.05毫米的食物颗粒会被该动物幼虫吞食。林乔利虫成虫则通过其细长的大附肢猎食其它小动物。其幼虫和成虫的这两种截然不同的取食结构和方式使得研究人员进一步推断同一物种内的生态区位分化现象已经存在于寒武纪早期的生态环境中。这样避免了同一物种不同生长期的动物在食物和其它生活资源方面的竞争,提高了该物种适应外环境的能力及存活率,在进化上有着极其重要的意义。
被列为世界自然遗产的云南澄江动物化石群中保存有大量精美的节肢动物化石。近年来,由侯先光教授牵头的研究团队从现生动物学的角度出发、并应用大量先进的研究手段和方法,重新认识了这些化石所保存的珍贵信息,例如神经系统、心血管循环系统等非常罕见于化石保存的节肢动物身体内部软体构造。这一系列研究成果为节肢动物进化方面的研究提供了独一无二的重要信息,同时也开启了对寒武纪生命大爆发时期的澄江动物化石群中节肢动物化石重新认识和研究的一个新时代。
图1:澄江动物化石群中节肢动物林乔利虫成虫(A, B)和幼虫(C, D)。
图2:澄江动物化石群中节肢动物林乔利虫幼虫大附肢上的一系列细微刚毛。
图3:澄江动物化石群中节肢动物林乔利虫幼虫(上图)和成虫(下图)大附肢复原图和形态学对比。
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