荣 云南大学侯先光等团队连续取得突破，系统地推动寒武纪考古科学研究

来源：iNature

2020年6月11日，云南大学侯先光和马晓娅共同通讯在Nature 在线发表题为“A Cambrian crown annelid reconciles phylogenomics and the fossil record”的研究论文，该研究在中国云南省东部富含软躯体化石保存的寒武纪地层里发现了一个新的多毛类动物，距今约5.14亿年前。研究表明该动物营管居固着生活，属于现生多毛纲的长手沙虫科（Magelonidae），是目前已知的现生环节动物支系的最早化石记录，为了解环节动物的早期演化提供了重要证据，也揭示了寒武纪环节动物的生态和形态多样性。

另外，2013年7月16日，云南大学侯先光及美国亚利桑那州立大学Nicholas J. Strausfeld共同通讯在Nature  在线发表题为“Brain structure resolves the segmental affinity of anomalocaridid appendages”的研究论文，该研究鉴别了生活在大约5.2亿年前早寒武世（Lower Cambrian）、世界上已知最早的一种食肉动物化石中保存完好的大脑。研究发现揭示出这一动物的大脑惊人的简单，远没有它的一些猎物的大脑来得复杂。研究结果支持了真节肢动物起源于叶足动物的假说，终结了科学界关于奇虾大爪肢同源性的争论，否定了奇虾是螯肢动物祖先类群的假说。新研究为解决节肢动物起源、复杂生态系统起源等重大科学问题提供了关键线索。

2012年10月10日，云南大学侯先光及马晓娅等人在Nature  在线发表题为“Complex brain and optic lobes in an early Cambrian arthropod”的研究论文，该研究是迄今为止最古老的关于动物脑部构造的化石纪录，其精美的化石保存使科学家得以进行深入研究并和现生动物的脑部构造进行直接对比。该研究首次专题研究报道了保存完美的脑部和其他神经及感官构造，这些精美构造在所有古生物研究中都是极为罕见的，也为寒武纪特异保存的化石动物群的研究开辟了一个新的领域。澄江动物化石群中的抚仙湖虫是一个结构相对简单的较为原始的寒武纪节肢动物，该研究让科学家们吃惊的是，这个古老的节肢动物已经具备了非常复杂的脑部构造，与现生的昆虫类及甲壳类节肢动物的脑部构造极为相似。它们的脑都是由前脑、中脑和后脑三部分组成，各具一对神经束分别连接向茎状眼、触角及第二对附肢。该论文同时也详细报道了抚仙湖虫的茎状复眼，化石证据显示该动物的视觉系统也较为复杂，其眼可进行一定程度的翻转。因此该动物的复杂的神经结构与其复杂的感官构造的进化是相辅相成的，这些研究都进一步支持抚仙湖虫可能是澄江动物群里的一个捕食者。该文指出，根据抚仙湖虫的脑部构造特征，在寒武纪生命大爆发时期节肢动物已经具备了复杂的脑部构造，因此现生鳃足类节肢动物中较为简单的脑部构造应该是二次退化形成的，而非节肢动物脑部构造的祖先类型。

云南省东部寒武纪地层丰富，盛产特异保存了软躯体的寒武纪动物化石。各主要动物类群在这些特异埋藏的寒武纪岩石中已经广泛出现，为了解早期生物多样性大爆发，即“寒武纪大爆发”，提供了重要的化石证据。

然而，尽管环节动物是当今生态系统中非常重要的一个动物门类，它们在寒武纪早期地层中的化石记录却非常罕见，这导致科学家们在研究环节动物起源和早期演化的过程中往往缺乏有力的化石证据。云南省寒武纪早期丹尼多毛虫Dannychaeta tucolus 复原图（Robert Nicholls绘）

该研究描述了一个叫做丹尼多毛虫（Dannychaeta tucolus）的寒武纪新属种。研究表明，它属于现生多毛类环节动物中的长手沙虫科（Magelonidae），具有一个典型的铁楸状头部（shovel-headed）和一对细长的触须（palps）。这是现生环节动物支系的最早化石记录，表明丹尼多毛虫和现生环节动物由同一个最近共同祖先演化而来，统称为环节动物冠群。而此前已报道的寒武纪环节动物则均为环节动物的原始远祖。

此外，不同于其他已报道的寒武纪环节动物，研究显示丹尼多毛虫营管居固着生活。现生的多毛类动物中有许多物种营管居或固定穴居的生活模式，以此来躲避捕食者或在捕食过程中隐藏自己，通常被称为固着类环节动物。现代生物学家通过系统发育基因组学研究，认为固着类环节动物应该代表环节动物进化树中一个比较古老的支系，但直到现在，固着生活方式一直未在早期的环节化石中发现。

云南省寒武纪早期多毛类环节动物丹尼多毛虫Dannychaeta tucolus

云南大学共同第一作者博士生陈红说：“我们很惊讶地发现了5.14亿年前的一种多毛类蠕虫，它生活在一个管中，而且与当今仍然活着的物种非常相似。”

牛津大学共同第一作者Luke Parry博士说：“现生环节动物在现代海洋中营各种生活模式，包括固着的滤食者或伏击捕食者。我们此前所知的寒武纪环节动物都可能是在海底爬行，而我们在丹尼多毛虫中看到的则完全不同。丹尼多毛虫的发现告诉我们，即使在非常早期的生态系统中，古老的环节动物已经占据了许多不同的生态位。”

云南大学共同通讯作者马晓娅研究员说：“这是固着类环节动物的最早化石证据，也是现生环节动物支系在化石记录中的首次出现。因为寒武纪早期的环节动物化石非常罕见，我们对此发现感到非常惊讶和高兴。这个发现再次显示了‘寒武纪生命大爆发’不仅仅是生物多样性也是生态多样性剧增的一个重要进化事件。”

该项目得到国家自然科学基金、云南省科技基金等多个项目共同资助。