5.18亿年前的云南虫 是脊椎动物最原始的类群

谁能想到，寒武纪浅海里的这群身长4厘米左右的侧扁形“虫虫”，会演化成如今骨骼分明、身形纤长的人类?

“我是谁”“我从哪里来”?关于人类起源的终极问题，自19世纪中叶达尔文抛出进化论的观点后，科学家们持续不断地潜心探索，尝试追溯生命起源的奥义。

近日，我国科学家研究发现，5.18亿年前的寒武纪澄江动物群产出的云南虫，其咽弓具有脊椎动物独有的细胞软骨结构，确认了云南虫是脊椎动物的最原始类群。该成果由中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员领导的“地球-生命系统早期演化”研究团队和南京大学地球科学与工程学院姜宝玉教授课题组密切合作完成，并于2022年7月8日发表在美国《科学》(Science)期刊上。

云南虫是脊椎动物的祖先不再只是假想

我们为什么关注脊椎动物?因为人类自己就是。

寒武纪生命大爆发是一本无字天书，为生命起源的研究绘制了一幅幅蓝图。南京古生物所赵方臣研究员告诉记者，在距今约5.05亿年的加拿大布尔吉斯页岩动物群和距今约5.18亿年的中国云南澄江动物群，均产有丰富的、保存精美的以软躯体结构为特征的动物化石。

这其中，就有云南虫化石。

此次，科学家们利用先进实验技术手段，证明云南虫具有软骨细胞构成咽弓，确认它是脊椎动物基干类群，并证实云南虫处于脊椎动物谱系的最基干位置，介于尾索动物和其他脊椎动物(包括现生和化石物种)之间。“这一发现解除了云南虫在动物系统树中的位置存在的争议，明晰了脊椎动物的起源。”

科学家找到了两大关键证据

为什么说云南虫是最原始的脊椎动物?论文第一作者田庆羿博士研究生告诉记者，因为它有着脊椎动物演化过程中最原始、最早期的特征——咽弓上叠盘状细胞结构和蛋白微原纤维构造，这些特征是证明咽弓是由软骨细胞组成的重要特征。

研究团队在新标本上第一对咽弓的位置上发现了与后部其他鳃弓一样的叠盘状细胞结构、鳃丝和蛋白微原纤维等构造，进一步表明，云南虫拥有从前到后彼此相似、都具有细胞软骨的7对咽弓。这7对咽弓在腹背两端被成对的水平软骨连接，组成了一个类似于篮状的咽颅。所谓咽颅，是指脊椎动物头部消化道周围的一组骨片，起到支撑和保护作用。现生脊椎动物的咽颅由颌弓、舌弓和鳃弓等咽弓的骨骼构成。出现更早、位于脊椎动物最基干位置的云南虫咽颅特征支持了篮状咽颅是更古老的祖先特征。

评审人：展示的信息是个里程碑

专家表示，作为现生脊椎动物最古老的近亲，云南虫为揭示脊椎动物的起源和早期演化提供了关键证据，对脊椎动物颌和其他关键特征演化的探索将产生深远影响。

从另外一个角度来看，该项研究再一次展示了澄江动物群化石具有保存微纳尺度精细生物学结构的潜力。记者了解到，研究团队采用的研究技术是化石研究领域最具创新的尝试，利用三维X射线断层扫描显微镜、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜和透射电镜等多种手段，观测云南虫的细微结构。

美国《科学》杂志的评审人评价：“这是对科学的重大贡献，将成为古脊椎动物学的一篇关键论文，展示了人们期待已久的、最可信的解剖结构化石证据。他们所展示的信息是一个里程碑，在未来的许多年里，即使更高分辨率的研究也难以超越。”(曹敏 蔡雨凡 于丹丹)