2014年4月18日星期五

發現5.2億年前動物心血管系統完整化石

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(綜合報導)據路透社消息,近日科學家發現了一個生活在5.2億年前類似蝦的生物化石,具有幾乎完整的心臟和血管,代表了已知最古老的心血管系統。這個名為Fuxianhuia protensa的生物是一種包含外骨骼的原始節肢動物(無脊椎動物),這類群體包括甲殼綱動物,例如螃蟹、龍蝦和蝦,以及一些昆蟲、蜘蛛和多足類動物。這一生物的類屬名Fuxianhuia來自於該地區的一個湖泊,而它的物種名protensa(細長的),意指它的身體長度。

這一不可思議的化石出土於雲南省,追溯到寒武紀生命大爆發(Cambrian Explosion)——地球歷史上的關鍵結合點,大約5億年前大多數主要的動物群體首次出現。

Fuxianhuia protensa體長11厘米,身體覆蓋了外骨骼,長有很多對足,擁有類似蝦的「頭盾」。它還長有一對觸角和有柄的眼睛,後者能夠旋轉從而看到不同方向。化石顯示其身體中央有一個管狀心臟,身體包含豐富而精密的血管系統,組成了眼睛、觸角、大腦和腿部。生活在淺海的這種生物可能既會游泳,又能在海底行走。至於它是活躍的捕食者還是食腐動物目前仍不清楚。

「最古老的化石之一竟然如此細節的保存了精細的器官系統,這是非常罕見的。」英國倫敦自然歷史博物館的古生物學家馬小雅(Xiaoya Ma)這樣說道。該生物身體的柔軟部分在死後逐漸腐爛,這意味著化石一般只會保存最堅硬地部分,例如骨骼、牙齒和貝殼。然而在非常特殊的情況下,軟組織和解剖學器官系統也可以在化石裡保存。

這一生物完美保存的內部結構可能源自於奪取它生命的一場災難事件。「可能是突如其來被淹沒——類似龐貝事件,但淹沒它的不是岩漿,而是泥流或者大量塵埃。」

心血管系統非常重要,它允許血在全身各處循環並傳遞氧氣和營養物質。大多數動物都有這個系統,除了那些沒有真正體腔的生物,例如水母和扁形蟲。

這一化石將提供有關動物身體組織進化的新見解,它顯示了某些最古老的生物與現代近親也存在相似之處。「這一發現展示了5.2億年前,心血管系統已經進化得非常複雜,尤其是頭部含有非常豐富的血管。表明這一物種的大腦需要足夠的氧氣供應。」 美國圖森市亞利桑那大學的神經生物學家尼古拉斯·斯特勞斯弗爾德(Nicholas Strausfeld)這樣說道。

研究人員發現Fuxianhuia protensa的化石在它的發現地相對普遍。事實上,科學家之前描述的該生物的另一個化石化物種具有已知最古老的大腦。「它的內臟、神經系統和血管系統的確與現代類似蝦的甲殼綱動物非常相似。」 斯特勞斯弗爾德說道。很多與動物解剖學有關的創新都發生在寒武紀,至於關鍵的結構,例如心臟和大腦是何時出現的目前仍不清楚。科學家們認為具有心血管系統的生物可能比這一化石生活在更早時期,唯一的問題在於缺少化石記錄。

這項研究被發表在期刊《自然通訊》上。


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