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環(huán)神經(jīng)動物是節(jié)肢動物的近親。現(xiàn)生類群包括鐵線蟲、蛔蟲、鰓曳蟲等。很多環(huán)神經(jīng)動物有可外翻的吻部，因此又叫翻吻動物。科研人員通過對陜南約5.35億年前磷酸鹽化特異保存化石的研究，發(fā)現(xiàn)其中一種類似“五環(huán)”的結(jié)構(gòu)可能是環(huán)神經(jīng)動物的翻吻部位肌肉組織，這為環(huán)神經(jīng)動物肌肉系統(tǒng)演化的研究提供了重要信息。10月11日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《英國皇家學(xué)會學(xué)報B–生物科學(xué)》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）上。

兩側(cè)對稱動物可分為蛻皮動物、冠輪動物和后口動物。蛻皮動物是其中物種多樣性最高的一支，包括泛節(jié)肢動物和環(huán)神經(jīng)動物。分子生物學(xué)研究表明蛻皮動物可能在埃迪卡拉紀(jì)便已出現(xiàn)，但蛻皮動物實體化石首次出現(xiàn)在約5.35億年前的寒武紀(jì)幸運期早期。雖然幸運期早期蛻皮動物實體化石已有較高的豐度和多樣性，但是它們僅保存了表皮相關(guān)的結(jié)構(gòu)，而其內(nèi)部軟組織如肌肉和神經(jīng)組織卻未有報道，這限制了對該時期蛻皮動物內(nèi)部軟軀體的功能形態(tài)學(xué)和演化意義的認(rèn)識。

本研究共報道了3枚標(biāo)本，均為毫米大小。其中，1枚（NIGP179459）保存較好，呈現(xiàn)“五環(huán)”狀結(jié)構(gòu)，從頂?shù)降子?個直徑逐漸增大的環(huán)組成。第1環(huán)和第2環(huán)同圓心且共平面，且它們之間有明顯的空隙。第2到第5環(huán)緊密貼合，形成圓臺狀結(jié)構(gòu)。第1環(huán)與第3環(huán)之間通過19條輻射狀結(jié)構(gòu)連接，第3環(huán)和第5環(huán)之間有36條縱向結(jié)構(gòu)連接。軀體末端具有輻射對稱結(jié)構(gòu)的生物只有環(huán)神經(jīng)動物，而其他兩側(cè)對稱動物的末端的縱肌多為兩側(cè)對稱排列。

研究提出，本研究的標(biāo)本與環(huán)神經(jīng)動物大類中的鰓曳動物翻吻內(nèi)部的肌肉系統(tǒng)具有較好的可比性。應(yīng)用鰓曳動物作為對比模型，標(biāo)本可對比于翻吻內(nèi)部肌肉系統(tǒng)。第2到第5環(huán)對應(yīng)4條體壁環(huán)肌，36條縱向結(jié)構(gòu)對應(yīng)36條輻射對稱的體壁縱肌，環(huán)肌和縱肌共同構(gòu)成翻吻體壁的肌肉纖維網(wǎng)。

研究發(fā)現(xiàn)，類似鰓曳動物標(biāo)本在生活的時候，翻吻內(nèi)部的肌肉系統(tǒng)可能控制翻吻的內(nèi)翻，從而協(xié)助運動和攝食。較短的翻吻收縮肌表明翻吻可能只有有限的內(nèi)翻能力，而現(xiàn)生的鰓曳動物具有較長的翻吻收縮肌，因而翻吻能完全內(nèi)翻。

該研究首次報道了已知最早的環(huán)神經(jīng)動物的肌肉系統(tǒng)，并首次利用內(nèi)部軟軀體信息限定了該環(huán)神經(jīng)動物的親緣關(guān)系，揭示了早期動物肌肉系統(tǒng)的演化，彰顯了肌肉系統(tǒng)的重要演化意義。該研究表明類似于鰓曳動物的翻吻肌肉系統(tǒng)在寒武紀(jì)底界處已知最早的環(huán)神經(jīng)動物中即已出現(xiàn)。

該成果由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、美國弗吉尼亞理工大學(xué)、瑞典隆德大學(xué)、自然資源部第一海洋研究所和德國科學(xué)家組成的國際聯(lián)合研究團(tuán)隊共同完成。

標(biāo)本NIGP179459掃描電鏡照片