研究發現軟舌螺與腕足動物具有親緣關係

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近日，中國科學院南京地質古生物研究所研究員朱茂炎課題組博士後孫海靜和研究員趙方臣與英國杜倫大學博士Martin Smith等人合作，對發現於我國寒武紀澄江生物群中一種具有肉莖結構的軟舌螺動物新物種——「雲南肉莖螺（Pedunculotheca diania）」開展了形態學和系統學研究，表明軟舌螺動物與腕足動物具有親緣關係。該成果近日在英國《皇家學會學報B輯：生物科學》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）上發表。

軟舌螺動物是地球上出現最早的、具礦化外殼的兩側對稱動物代表，是古生代海洋中的常見類群，在寒武紀尤為繁盛。該類動物具有獨特的鈣質錐狀管殼及口蓋，由直管螺類和軟舌螺類兩大亞群組成，其中後者錐殼內伸出一對彎曲的附肢。由於缺乏軟體組織等解剖學信息，軟舌螺類在動物系統樹中的位置長期處於爭論和未定狀態。通常被認為屬於軟體動物門，或者一個與星蟲動物門有親緣關係的獨立動物門。近來，有學者發現大量保存觸手結構的軟舌螺類化石，提出軟舌螺動物與觸手冠類帚腕動物超門具有親緣關係，但其準確的分類位置仍尚無定論。

此次在距今5.18億年前的澄江生物群中首次發現的「雲南肉莖螺」屬於直管螺類，通過始端肉莖狀結構營底棲固著和濾食的生活方式。「雲南肉莖螺」的始端固著結構與腕足動物的肉莖特徵極為相似，且兩側對稱的口蓋和錐殼可與腕足動物背腹殼類比。這一新的發現為解決軟舌螺動物的系統關係提供了重要證據。

為進一步準確分析軟舌螺動物的系統分類位置，研究小組建立了涵蓋11個相關動物類群的54個屬種、225個形態特徵的數據集，應用簡約法開展了生物譜系分析。結果顯示，軟舌螺動物為單系群，與腕足動物門相似，兩者均具有固著的肉莖結構、雙瓣殼身體構型、封閉的過濾腔及分化的絞合區等特徵。但因其缺少腕足動物的共源性狀，如幼體階段胎殼上的剛毛及固著結構、成體階段的低絞合面（假鉸合面），以及鞍形捲曲的觸手冠等特徵，因而難以歸入腕足動物門，可能屬於腕足動物祖先類型（干群）。

分析還表明，軟舌螺動物及腕足動物可能均由寒武紀早期出現的托莫特殼類演化而來，且肉莖結構為單系起源；而此前被賦予重要演化意義的殼壁細管狀結構及殼疹結構，在帚腕動物超門中則為多系起源。同時，該研究還顯示具肉莖的「雲南肉莖螺」屬於軟舌螺動物的原始類型，後期的軟舌螺類及其他直管螺類均失去了肉莖及盤狀胎殼特徵。

該項研究得到中科院先導專項B、國家自然科學基金及中英合作項目聯合資助。

論文信息：Sun H, Smith MR*, Zeng H, Zhao F*, Li G, Zhu M. 2018Hyoliths with pedicles illuminate the origin of the brachiopod body plan.Proc. R. Soc. B20181780. DOI:10.1098/rspb.2018.1780