人类远祖可追溯到5.35亿年前皱囊动物,只有1毫米大小

张小刚、李琛 /华商报

2017-02-03 11:25

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西北大学研究表明:目前人类远祖可追溯到5.35亿年前的皱囊动物,它有一张圆圆的大嘴,无肛门,废物要从身上的排水鳃孔排出。
>>科普一下
整个动物界划分为三个亚界,分别是低等的基础动物亚界,原口动物和后口动物亚界。
对于食物养分以及自身代谢物,基础动物口和肛门合一,是同一个口进同一个口出,原口动物是前口进,后口出,而后口动物则是后口进,前口出。
原口动物和后口动物主要区分界定的依据就是口与肛门的颠倒。这次发现的小东西,重点就是在它身上发现了被认为是鳃裂构造雏形的成对排水鳃孔,由此认定它就是后口动物。
隐生宙和显生宙是学界对地质时代的划分,就好比不同的朝代,隐生宙在5.4亿年前,动物还是微型化;到了显生宙,动物个体开始越来越大。
宏化就是指在生命演化中动物个体变大,以致肉眼可辨的过程。
“我是谁?我从哪里来?”这个看似最简单的问题,对西北大学早期生命研究团队来说却是一个需要不断努力和突破的命题。
1月30日,全球最有名望的科学杂志之一的英国《自然》杂志上发表了西北大学早期生命研究团队等单位关于寒武纪大爆发研究的又一重要成果:人类远祖可追溯到5.35亿年前的皱囊动物,这个只有1毫米大小、却有着一张大嘴的椭圆形动物,是目前发现的最早、最小的人类祖先。
这个远祖
长得像个椭圆的泳帽

西北大学早期生命研究团队是在化石中找到人类这个远祖的。
它是一个小东西,只有1毫米大小,长得像一个椭圆的泳帽,有一张圆圆的大嘴,体表长着4对体锥,却没有肛门,吃了东西后,废物要从长在身侧成对的排水鳃孔排出。
该研究项目成员、西北大学地质系研究员韩健在接受华商报记者采访中表示,这个圆咕隆咚的小东西,就是目前发现的最早、最小的人类祖先,距今大约5.35亿年。随着时间发展,这个小型祖先慢慢长大,几百万年以后,长成了小虫子,接着又有了有脊椎有头脑的鱼,再经过5亿多年,才有了古猿、人类。
据了解,西北大学早期生命研究团队早在1994年就开始了对澄江动物群5.2亿年的早期生物演化研究,发现了包括天下第一鱼和古虫动物门在内的多门类后口动物之后,于2006年开始通过对微体生物化石的研究,致力于寻找人类更早的祖先。2014年3月,他们在陕南5.35亿年宽川铺微型动物化石中发现第一枚皱囊动物的标本。
“开始并不认识,也没太注意。”韩健介绍,直到2015年11月,他们又发现了五六枚同样的化石标本,这才有了较清晰的思路。通过对这些化石的研究分析,最后发现了已知最原始的后口动物——冠状皱囊动物,也就是上面说的椭球形小东西。而按照学界的理论,人类是后口动物大家族中的一员,因此,这个小东西也就是人类最古老的远祖了。
发现的皱囊动物
无疑是人类“微型祖先”

中科院院士、西北大学教授舒德干粗略地讲了一遍如何找见这小东西的大概过程。韩健等人采回来的化石先经醋酸浸泡,其中的围岩成分会分解,这样藏在石头中的小东西的软壳就留下来。通过显微电镜、显微CT等技术对这些软壳进行观察、分析,再对因挤压已变得扁平的外形进行复原,这样就看到了最后发现的椭球形的小精灵。
“别小看这个小东西,它把“人类从哪儿来”的认知又往前推进了一步。”舒德干表示,该发现的意义在于它很可能代表着后口动物亚界的一个根,从而与创造鳃裂构造雏形的“微型”人类远祖密切相关。
此前,还是西北大学早期生命研究团队在云南澄江动物化石群中发现的“天下第一鱼——昆明鱼目”,已将后口动物演化至“厘米级”大小,代表着刚刚创造出头脑和原始脊椎的人类祖先,而此次发现的皱囊动物是“毫米级”,无疑是更古老、更原始的人类“微型祖先”。
“按照古生物进化理论,生物是由小往大进化,越小意味着越处于进化的底端。”舒德干表示,这一发现,不仅对人类早期祖先的认知在大小上从“厘米级”推进至“毫米级”,在时间上也由距今5.2亿年前推至5.35亿年前的显生宙最早期。
人类祖先经历了无数次演化创新
此前,科学界已有共识,地球上所有动物共同构成了在亲缘上彼此关联的动物界或动物谱系树。动物界中数以亿计的古今成员依其谱系演化关系可以归并为基础动物、原口动物、后口动物三个亚界。其中,人类是后口动物亚界的一员,其起源演化一直为学术界特别关注。
“在6亿年前地球上还没有动物,之后是多细胞的微小生物,再进化才有了低等动物。”舒德干说,一百多年前,达尔文第一次在《人类的由来》中提出“人类源出于低等动物”,近6亿年来,人类祖先经由动物谱系树的基干到主枝到分枝再到细枝一级一级分化而来,其间经历了无数大大小小的演化创新。
借助生物学和古生物学信息构建动物谱系树并探寻其起源,是理清人类远古祖先演化脉络的前提。2008年,舒德干构建了最早的动物谱系树,他的研究团队2016年还以“地球动物树成型”研究获得了国家自然科学奖。
“数百万年来,人类近祖从古猿进化到现代人类,在基因组和形态学仅仅经历了一些小修小补的改良,而人类远祖在进化上的里程碑式创新则主要发生在5亿多年前的寒武纪大爆发。”舒德干说,寒武纪大爆发形成的脊椎动物、头索动物、棘皮动物等都是后口动物的早期原始代表,而人类也是后口动物亚界的一员,这些重要发现为人们探索早期远祖的来龙去脉提供了基础证据。
还有比“毫米级”更小、更远的祖先吗?
舒德干举例说明人类的演进过程。比如,现代人类之所以能够直立行走,就得益于脊椎的支撑,而之所以成为“万物之灵”,全凭其聪明的大脑;又比如,人类胚胎发育早期鳃裂残迹暗示着,其远祖一定经历过行使鳃裂功能阶段,而正是鳃裂的创新,才引发了动物界在取食和呼吸上的新陈代谢重大革命,该团队发现的古虫动物门亲身经历了这一里程碑革命。
“澄江动物群发现后,我们就在思考,是否还有比其更古老更原始的根底类群?韩健在陕南宽川铺动物群的新发现,给了这个问题一个肯定的答案。”舒德干说,动物演化逻辑已告诉人们,澄江“厘米级”动物必然源自更古老的“毫米级”微型祖先,而宽川铺动物化石群中发现的皱囊动物,让这些微型后口动物始祖显出庐山真面目。“如果将澄江动物群中的后口动物大爆发比作一挂鞭炮燃起的话,此次宽川铺动物群中‘皱囊动物’的发现,相当于找到了这挂鞭炮的引线。”
“对生物起源和演化的探索是永无止境的,以后还会寻找比‘毫米级’更小、更远的祖先。”韩健表示,要回答人类从哪里来,世界上数以千亿的各种生物从哪里来,目前只是推进了一步,追溯到最原始的根源可能还有很长的距离,而随着科学技术的进步和研发手段的丰富,肯定会距离那个终点(会)越来越近。
(原题为《人类祖先从“厘米”推至“毫米”》)
责任编辑:张蓓澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 人类远祖 毫米 皱囊动物

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