5亿年前的化石揭示了现代海鞘的远古祖先

海鞘，这种奇特的管状生物，有着各种颜色、形状和大小，遍布全球海洋的船体、大型贝壳、码头桩、海底和巨大螃蟹的背部。它们的基本形状是一个短而桶状的囊，带有两个虹吸管或开口，通过一个虹吸管过滤水以获取浮游生物，然后通过另一个虹吸管将其排出。全球约有3,000种海鞘生活在咸水栖息地。尽管如此，在它们的整个进化史上，岩石沉积物中一直没有确凿的记录——直到现在。

古生物学家在最近发表于《自然通讯》的一项研究中，首次发现了现代海鞘的远古祖先。这块5亿年前的化石是同类中首个，保存异常完好。这个被命名为“Megasiphon thylakos”的标本，大小约相当于一个指纹，有两个虹吸管，惊人地类似于现代海鞘纲（海鞘的一个谱系）的生物。

“巨虹吸虫的形态学向我们表明，海鞘的祖先生活方式涉及一个不动的成年体，通过其巨大的虹吸管进行滤食，”哈佛大学的古生物学家、该研究的作者Karma Nanglu在一份声明中说。“能找到海鞘化石本身就很罕见，而这个化石更是提供了一个独特而无与伦比的视角，让我们得以一窥这个神秘类群的早期进化起源。”

尽管这些动物是无脊椎动物，但它们属于脊索动物门，其中包括有脊椎的动物——这使得它们与脊椎动物的关系比其他无脊椎动物更近。因此，研究人员对它们很感兴趣，希望能借此揭示更多关于人类进化的起源。

古老的深海

在犹他州广阔的沙漠中，一处古老海床的化石证据持续吸引着进化生物学家。在犹他州豪斯山脉的马朱姆组，古生物学家发现了三叶虫、藻类和海绵等早期生命。每一块化石都为科学家们提供了了解地球寒武纪历史的窗口。而第一个巨虹吸虫化石正是在这里发现的。

“这块化石立即引起了我们的注意，”哈佛大学的无脊椎动物古生物学家、研究作者Javier Ortega-Hernández在一份声明中说。“尽管我们主要研究寒武纪的节肢动物，例如三叶虫及其软体近亲，但巨虹吸虫与现代海鞘之间惊人的形态相似性简直无法忽视，我们立刻就知道这块化石将有一个有趣的故事要讲述。”

Nanglu表示，早期海鞘化石的保存是一个奇迹。海鞘大多是软体动物，而保存完好的化石通常骨骼较多。因此，海鞘几乎完全缺席于化石记录。

“对于这一类群（海鞘）来说，在现代海洋中它们在生态上非常成功，但几乎没有任何化石记录。我们很少有直接证据表明它们在地球遥远的过去是什么样子，所以发现这一类群动物的单个标本，而且这一类群在今天非常成功，这本身就是一个巨大的惊喜，”Nanglu说。

与现代海鞘的联系

其他海鞘化石在21世纪初在云南昆明附近被发现。但Nanglu认为这块保存得最好。“这块化石是唯一一块展示这种动物软体和解剖结构的。从基部到虹吸管，整个身体都是完整的。如果你把它和现代海鞘的图片放在一起，你会发现许多一对一的相似之处，”Nanglu说。

海鞘主要有两个谱系，叫做海鞘纲和幼虫纲。海鞘纲也称作“海喷射”，因为当它们被突然的移动或触碰惊吓时，会通过虹吸管喷水。大多数海喷射在生命初期形似蝌蚪，可以四处游动。当它们变态成两个虹吸管的瓶状成年体时，它们一生都附着在一个区域。另一方面，幼虫纲是自由游动的动物。

在此发现之前，研究人员依靠对现代海鞘的了解来理解它们的过去。由于之前没有关于海鞘最后共同祖先形态和生态学的确凿证据，因此曾假设海鞘是海鞘纲或幼虫纲。

一个熟悉的外形

这块古老化石具有古老海鞘纲海鞘的特征。它有着瓶状的身体，两个显著的虹吸管，以及贯穿化石身体的深色条纹。与现代海鞘Ciona intestinalis相比，研究团队发现古老化石身体上的条纹与C. intestinalis用于打开和关闭虹吸管的肌肉相似。这表明这块5亿年前的化石曾固定在一个表面上，并在古老海洋中进行滤食。

Nanglu解释说，像巨虹吸虫这样小的化石在专家们野外采集化石进行分析时常常被忽视。“乍一看，这个东西（海鞘化石）可能看起来不那么有趣。但它们非常重要，一旦你深入研究它们，它们往往会讲述一个有趣的进化故事。”

通过这一发现，研究团队找到了证据，表明现代海鞘的身体结构在寒武纪大爆发后不久就已确立。“我们当然希望能找到更多，”Nanglu说。

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