5.35亿年前“五环”状化石揭秘早期动物肌肉演化

科技日报记者  张晔

早期动物的肌肉系统是如何演化的？想要回答这个问题很困难，因为动物的内部软组织，如肌肉和神经组织等，很难保存为化石。

10月11日，《英国皇家学会学报B–生物科学》在线发表中国科学院南京地质古生物研究所与国内外联合研究团队共同完成的一项成果。他们在一块约5.35亿年前的化石中发现类似“五环”的结构，可能是环神经动物的翻吻部位肌肉组织，为环神经动物肌肉系统演化的研究提供了重要信息。

标本NIGP179459扫描电镜照片（张华侨供图）

两侧对称动物可分为蜕皮动物、冠轮动物和后口动物。蜕皮动物是其中物种多样性最高的一支，包括和泛节肢动物和环神经动物。环神经动物是节肢动物的近亲，现生类群包括铁线虫、蛔虫、鳃曳虫等。很多环神经动物有可外翻的吻部，因此又叫翻吻动物。蜕皮动物可能在埃迪卡拉纪就已经出现了，但蜕皮动物实体化石首次出现在约5.35亿年前的寒武纪幸运期早期。

科研人员在我国陕南找到3枚标本，均为毫米大小。其中1枚保存较好，呈现“五环”状结构，从顶到底由5个直径逐渐增大的环组成。躯体末端具有辐射对称结构的生物只有环神经动物，而其它两侧对称动物的末端的纵肌多为两侧对称排列。科研团队认为，这块化石标本与环神经动物大类中的鳃曳动物翻吻内部的肌肉系统有较好的可比性。

据中国科学院南京地质古生物所张华侨研究员介绍，这只5.35亿年前的环神经动物，生活在华南板块北边的浅水环境中，可能是在海底软泥之上爬行或者是在泥沙之中钻行。如果在它的尸体降解腐烂之前，肠道能够破裂使肠道菌群能够进入体腔内，就会在软组织表面形成生物膜，这层生物膜能够使得软组织整体形态得以保存。

“它翻吻内部的肌肉系统有可能控制翻吻的内翻，从而协助运动和摄食。但其只具备有限的内翻能力，表明它运动缓慢、反应慢，不大可能是一只凶猛的捕食者，很可能是靠食用海底的有机质颗粒为生。”张华侨说。

该研究首次报道了已知最早的环神经动物的肌肉系统，并首次利用内部软躯体信息限定了该环神经动物的亲缘关系，揭示了早期动物肌肉系统的演化，彰显了肌肉系统的重要演化意义。研究表明，类似于鳃曳动物的翻吻肌肉系统在寒武纪底界处已知最早的环神经动物中即已出现。