西北大学发现5 亿年前动物骨骼起源之谜

中新网西安9月29日电 西北大学研究团队最近给出了一份重要的发现,让大家对于5亿年前动物骨骼起源的认知有了新的突破。团队的核心成员包括胡亚洲博士、Timothy Topper教授和Luke Strotz教授等。这次发现的亮点论文在美国地质学会著名期刊GEOLOGY上以封面形式发表。这次研究中,西北大学张志飞教授指导了博士研究生胡亚洲和他的团队,还邀请了中国科学院南京地质古生物研究所李国祥研究员与潘兵博士共同参与。他们的目标是探索5亿年前华北寒武纪早期猴家山组的开腔骨化石。 开腔骨骨片是一种非常微小的化石材料,只有约300μm大小。为了对这些骨片进行系统研究,团队运用了多种技术手段:扫描电镜、显微CT、聚焦离子束与扫描电镜联用以及透射电子显微镜能谱分析。通过这些技术手段,研究人员发现这些骨片上存在大量以黏土矿物保存的多边形结构,这个多边形结构就像蜂巢一样包裹在骨片的内外。 把这些多边形结构与现生贝壳进行对比后,研究人员发现它们与软体动物珠母贝棱柱层间的有机质框架在大小、形态和显微结构上有着极大的相似性。这表明开腔骨化石骨片上的多边形结构与软体动物的有机质框架结构在起源和分泌方式上类似。两者都是由表皮细胞控制形成的。 基于这一发现,研究人员推断开腔骨类内部的空腔属于表皮细胞包围形成的真体腔。这个发现表明5亿年前的开腔骨化石具有现代真后生动物以表皮细胞形成上皮组织,进而控制外部骨骼矿化的能力。此外,通过现代动物系统学研究可以知道,动物四大组织(上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织)的出现是真后生动物的典型特征。 此前专家认为开腔骨可能跟海绵动物存在一定的相似性。然而这次研究推翻了这一观点,认为寒武纪开腔骨类与海绵类侧生动物完全不同。海绵类侧生动物通过中胶层造骨细胞形成矿化骨针且没有任何组织分化,而开腔骨类则具备了形成复杂矿化骨骼能力。 这次研究成果不仅解答了关于动物骨骼起源时间和形成机制方面许多长期存在但未解决的问题,还提出了一个新观点:即使是比较低等的疑难动物在寒武纪大爆发期间也已经具备了形成类似于现代高等动物复杂矿化骨骼能力。 总之这个突破性发现给大家揭示了一个更加清晰而深刻的关于5亿年前动物骨骼起源之谜。