作者:王博等 来源:《地质学》 发布时间:2024/4/1 15:27:44
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一块琥珀化石闲置10年后被鉴定为亿年前寄生绦虫

 

“我们这里有成千上万块琥珀化石,本来是想研究琥珀中线虫,误打误撞在这块放置了近10年的琥珀中,发现了前人没有发现的绦虫身体化石。”中国科学院南京地质古生物研究所(以下简称南古所)博士研究生罗慈航向《中国科学报》介绍了一项最新的研究成果。

3月22日,一支联合研究团队在《地质学》(Geology)上发表的论文报道了这块奇特的绦虫化石。罗慈航是论文的第一作者,他在南古所研究员王博指导下,与云南大学和德国、英国、缅甸的同行合作,在这块约1亿年前的缅甸克钦琥珀中首次发现了锥吻目绦虫。

身体化石证据缺失

研究显示,已知的绦虫约5000种,广泛分布于大部分的陆地、淡水和海洋生态系统中,其体型变化很大,长度从小于1毫米到大于30米不等,身体主要由头节、颈部和链体组成,头节上有吸盘和钩,用于固着在宿主身上,通过表皮吸收营养。

“绦虫靠寄生生活,可以感染大多数的脊椎动物,包括人类。”罗慈航介绍,锥吻目绦虫是海洋中物种数最多的绦虫类群之一,分布广泛且易于辨认。它们的主要特征是头节上有2或4个可动的足状的吸槽,并具有4个有螺旋排列小吻钩的可回缩锥吻。

另据了解,锥吻目绦虫的幼虫常寄生于包括海洋浮游动物、软骨鱼、硬骨鱼和无脊椎动物等多种海洋生物体内,而成虫则寄生于板鳃总目软骨鱼类,主要是鲨鱼和鳐鱼的胃肠道中。

相关研究根据分子生物学证据推测,锥吻目绦虫可能起源于约2亿年前的三叠纪与侏罗纪之交。多年前,巴西里奥格兰德联邦大学古生物学家在一枚距今约2.7亿年的鲨鱼粪化石中发现了近百颗古绦虫卵化石,该发现表明此时绦虫已经能够寄生软骨鱼类。

虽然这些绦虫卵化石的研究表明,虫卵化石内部可能保存了发育中的绦虫胚胎,但是由于保存情况不佳,并没有被广泛接受是绦虫身体化石。

罗慈航指出:“由于绦虫的寄生习性,并且没有硬骨骼躯体,容易腐烂,其很难保存为化石。迄今为止,学术界还没有更多关于绦虫身体的化石证据,导致我们对绦虫的早期演化知之甚少。”

鉴定存在一定难度

在这项研究过程中,研究团队遇到最大难题就是,鉴定该化石到底是什么。

“先前研究确认的证据只有绦虫卵的化石。”王博告诉《中国科学报》,“我们研究这次的关键是鉴定了这块化石是目前唯一确定的绦虫身体化石。”

由于绦虫身体的形态与多种生物体,如棘头虫,部分植物等有一定相似性,罗慈航等人借助相关科学仪器发现,这块琥珀化石包裹的绦虫的外部形态,如锥吻、排列独特的吻钩,以及相关内部结构,如部分回缩的锥吻和无根的吻钩特征等,均与现生的锥吻目绦虫完全符合。

“通过上述外部形态和内部结构的对比,我们推测这块琥珀化石是绦虫身体化石。”罗慈航说,“由于这一类绦虫大多是海洋软骨鱼类,如鲨鱼或鳐鱼的内寄生虫,因此我们推测这块化石中的绦虫也曾寄生于白垩纪的鲨鱼或鳐鱼体内。”

绦虫、吸虫、涡虫等属于扁形动物门,扁形动物门的身体化石非常稀少,只有少数的化石被发现,同时这些化石还极具争议。

之前有研究称在缅甸琥珀的一只蜥蜴体内曾发现两个类似吸虫囊蚴的结构,但是该研究缺乏明确的形态学证据;还有研究称在波罗的海琥珀中发现单肠涡虫,后来证明该发现只是气泡。

罗慈航介绍,目前发现的最古老的扁形动物门的身体化石可能来自泥盆纪的鱼类身上发现的钩状结构,虽然其符合单殖吸虫的特征,但再无其它结构保存。“因此我们的这项研究提供了目前最可靠的扁形动物门的身体化石记录。”

琥珀形成于海岸边

罗慈航等人研究的这块琥珀产自于缅甸北部克钦邦胡康河谷,又称克钦琥珀,已有研究已表明,克钦琥珀很可能形成于海岸边。

这块用于研究的琥珀除了包裹绦虫的身体,还包裹了大量的砂砾、植物产生的毛状体、一只蚧壳虫,由此也进一步证实了克钦琥珀形成于陆地或者近岸环境中。

那么,海洋内寄生性的绦虫是如何出现在琥珀中的?

研究团队提出了一种可能的假设:绦虫的宿主,如鳐鱼因风暴或者潮汐被困在沙滩上,并被陆地的掠食者,如恐龙捕食,当恐龙取食鳐鱼内脏时,绦虫被扯出来,并被附近的树脂包裹。

研究假设场景复原图 杨定华绘制

“我们不仅发现了少见的海洋内寄生虫被琥珀包裹的案例,还证明了琥珀可以保存软躯体生物的内部结构,而此前对琥珀生物内部结构的研究主要集中于节肢动物。”罗慈航告诉记者,“这块琥珀化石的前部保存了精美的内部结构,如层层叠覆的锥状结构与锥吻目绦虫未完全伸出的锥吻形态一致,无根的吻钩也与许多锥吻目一致。”

罗慈航透露,该研究为了解绦虫早期演化提供了直接证据,也为理解琥珀埋藏学和恢复古环境提供了新线索。(来源:中国科学报 沈春蕾)

相关论文信息:https://doi.org/10.1130/G52071.1

 
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