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中国学者论证最早的生命演化权衡现象
2020年05月21日 16:02 来源:陕西日报 作者:吕扬 熊晓芬 字号

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  陕西日报讯(记者吕扬 通讯员熊晓芬)4月29日,国际权威杂志《科学·进展》发表一项中国学者研究成果:来自中国地质大学(北京)、西北大学、云南大学、玉溪师范学院等高校的联合科研团队,对我国澄江生物群及加拿大布尔吉斯页岩生物群的1000多枚寒武纪瓦普塔虾类节肢动物化石标本进行了多年研究,将演化权衡追溯到距今5.2亿年前的寒武纪时期。

  据介绍,演化权衡是生物在漫长的生命演化历程中,为了能达到个体生存、繁殖乃至精神层面的最佳状态,要充分利用有限的资源,优化配置到身体的各种性状。这种近缘物种之间出现的表型此消彼长的可塑性演化现象被称作演化权衡,是现代生物学家研究的重要课题,但因为缺少化石记录,使得人们对其在早期生命演化中所起到的作用和影响知之甚少。

  西北大学校友、中国地质大学(北京)科研人员欧强与西北大学韩健和舒德干等人通过对寒武纪节肢动物孵育行为的研究,论证了已知最早的演化权衡现象,并提出在早期节肢动物走向辐射演化并大量繁殖的过程中,“权衡”机制可能曾经扮演了非常重要的角色。

  瓦普塔虾科是节肢动物中一个已绝灭的原始类群,与现代海洋甲壳动物亲缘关系很近。它们的化石在中国寒武纪早期的澄江生物群以及加拿大寒武纪中期的布尔吉斯页岩生物群都有记录。欧强、韩健、舒德干等研究人员基于对澄江生物群中隶属瓦普塔虾科的卵形川滇虫共计1020枚化石标本的观察,发现其中4枚保存了精美的受精卵,部分卵还保存有胚胎的证据。这些卵被母体携带在左右双瓣壳内表面,在它们孵化过程中提供物理性保护并保障营养物质及氧气供应,使后代获得最高的成活率。

  欧强介绍,几年前,曾经有国外研究者报道了菲尔德瓦普塔虾携卵现象,论证了在距今5.08亿年前,瓦普塔虾就有类似现代甲壳动物的孵育行为。欧强等人发现,距今5.2亿年前的卵形川滇虫携带的卵数量普遍较多,最多者总数可达100颗以上,但直径普遍小(均为0.5毫米左右);而菲尔德瓦普塔虾携带的卵普遍较少,最多者仅为25颗卵,但直径都很大(普遍大于2毫米)。这些孵育性状的鲜明对比,揭露了这两种近缘节肢动物的繁殖策略发生了明显改变,反映了它们在自然选择作用下对寒武纪不同生态环境的适应性演化。

  “从演化的角度来看,它们在后代的数量—质量之间进行了‘权衡’。”欧强介绍,这项研究表明,在寒武纪早期,生物还是追求“多子多福”,而到了寒武纪中期,“优生优育”显然更受到青睐。

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姓名:吕扬 熊晓芬 工作单位:

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