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研究人员通过显微CT技术揭开软舌螺动物断壳之谜

2020-01-06

动物外壳的出现是动物演化前史中非常重要的改造事情,它关于刻画身体构型、维护软弱的软体以及完成生态扩张具有重要意义。但是,不断成长的壳体一起也会阻止动物的运动而且需求耗费更多的能量,为了战胜这些缺陷,一些带壳动物演化出一种特别的生计战略——断壳,即经过排泄隔板及溶壳物质断掉壳顶部分。虽然断壳行为在现生及化石无脊椎动物中均有报导,如软体动物腹足类,但关于其何时来源及怎么演化等问题一向没有得到应有的重视。最近,中国科学院南京地质古生物研讨所博士后孙海静和副研讨员殷宗军等人在云南距今5.18亿年前的玉案山组的碳酸岩夹层中发现了一类保存精巧的新式软舌螺动物——断壳桶螺。这些化石保存了断壳的不同阶段。作者选用高分辨率显微CT技能,结合扫描电镜调查,初次恢复了断壳桶螺完好的断壳进程,为揭开断壳行为的来源与演化之谜供给了重要头绪。相关研讨于12月9日在线宣布在世界古生物学杂志Palaeontology上。断壳桶螺壳体曲折,横切面圆形或亚圆形,壳顶具特征的颈状结构。新发现标本展现了完好的断壳周期,根据壳体外表结构可识别出断壳期及断壳间期。研讨人员在电镜调查的基础上,选用高分辨率X射线三维无损成像技能对断壳期不同发育阶段标本进行了三维重构,恢复了桶螺完好的断壳进程。整个进程可划分为三个阶段:壳体内部双层隔板构成阶段,壳体外表无变化,隔板与壳壁显微结构相同,均由微柱状结构组成。壳体外侧圆环构成阶段,双层隔板构成后,断壳桶螺排泄溶壳物质,在壳体外表构成一圈穿透壳壁的小孔,为外套膜排泄圆环供给通道。跟着圆环不断成长,上层隔板两头向壳壁内侧延伸构成未来的劲状结构,一起圆环与颈状结构之间的壳壁被溶蚀并被微柱结构充填。壳顶断落阶段,当上层隔板与壳壁彻底交融后,壳体沿基层微柱结构排泄溶壳物质,壳顶断落。经计算,断壳桶螺一生中至少断两次壳。关于在生计竞争剧烈的寒武纪且处于食物链底端的桶螺而言,定时断壳能够有用削减能量耗费、进步运动才能,然后逃避捕食者,直接指示了寒武纪大迸发不仅是动物身体构型的大迸发,也是动物生计战略的大辐射。桶螺的断壳现象是现在关于断壳行为的最早化石记载,其杂乱的断壳结构和进程与地质前史上以及现代的腹足动物断壳进程均不相同,或许反映了其背面基因调控机制的差异,表明断壳战略在不同类群中独立来源了屡次。

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