已知最早環神經動物肌肉系統演化被揭示

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本報南京10月11日電(記者蘇雁 通訊員姬尊雨)近日，中國科學院南京地質古生物研究所、自然資源部第一海洋研究所和國外科學家組成的研究團隊，通過對陜南約5.35億年前磷酸鹽化特異保存化石的研究，發現其中一種類似“五環”的結構可能是環神經動物的翻吻部位肌肉組織，為環神經動物肌肉系統演化的研究提供了重要信息。該研究成果11日在線發表于國際期刊《英國皇家學會學報B–生物科學》。

肌肉系統與神經系統在動物的定向快速運動中起著重要作用。蛻皮動物包括泛節肢動物和環神經動物，分子生物學研究表明，蛻皮動物可能在距今約6.35億~5.39億年前的埃迪卡拉紀就已經出現，但蛻皮動物實體化石首次出現在約5.35億年前的寒武紀幸運期早期。這些化石僅保存了表皮相關結構，而肌肉、神經等內部軟組織卻從未有過報道，這限制了對該時期蛻皮動物內部軟軀體的功能形態學和演化意義的認識。

肌肉、神經等軟組織保存成的軟軀體化石具有稀缺性和重要性。本次研究一共報道了3枚標本，其中1枚呈現“五環”狀結構，從頂到底由5個直徑逐漸增大的環組成。研究認為，本次研究的標本與環神經動物大類中的鰓曳動物翻吻內部的肌肉系統有較好的可比性。應用鰓曳動物作為對比模型，標本可對比于翻吻內部肌肉系統，第2到第5環對應4條體壁環肌，36條縱向結構對應36條輻射對稱的體壁縱肌，環肌和縱肌共同構成翻吻體壁的肌肉纖維網。

環神經動物是節肢動物的近親，現生類群包括鐵線蟲、蛔蟲、鰓曳蟲等。很多環神經動物有可外翻的吻部，因此又叫翻吻動物。鰓曳動物的運動和攝食依靠體壁和翻吻內部的肌肉系統協同作用，那么在距今5.35億年前，本次發現的類似鰓曳動物是如何生活的?

“本次發現的類似鰓曳動物標本在生活的時候，翻吻內部的肌肉系統有可能控制翻吻的內翻，從而協助運動和攝食。但其僅有有限的內翻能力，表明它運動緩慢、反應慢，所以相對于它的現生的‘親戚’而言，它不大可能是一只兇猛的捕食者，而很可能是靠食用海底的有機質顆粒為生。”中國科學院南京地質古生物研究所研究員張華僑介紹，現生的鰓曳動物具有較長的翻吻收縮肌，翻吻能完全內翻，肌肉收縮能力更強。

相關專家表示，本研究首次報道了已知最早的環神經動物的肌肉系統，并首次利用內部軟軀體信息限定了該環神經動物的親緣關系，揭示了早期動物肌肉系統的演化，彰顯了肌肉系統的重要演化意義。研究表明，類似于鰓曳動物的翻吻肌肉系統在寒武紀底界處已知最早的環神經動物中即已出現。