5.5亿年前的罕见化石解决了海绵进化的古生物学难题

5.5亿年前海海绵化石的突破性发现为海绵进化提供了新的视角，并为未来的化石搜寻提供了指导。埃迪卡拉海床上重建的Helicolocellus的生活位置。资料来源：袁勋来

乍一看，简单的海绵并不是什么神秘的生物，它甚至没有大脑，没有内脏，把它的年代追溯到 7 亿年前也不成问题。然而，令人信服的海绵化石只能追溯到大约 5.4 亿年前，化石记录中留下了 长达1.6 亿年的空白。

弗吉尼亚理工大学地球生物学家肖树海及其合作者在6月5日发表在《自然》杂志上的一篇论文中，报告了一块距今5.5亿年的"失落年代"海海绵，并提出最早的海海绵尚未形成矿物骨骼，为寻找失踪化石提供了新的参数。

海海绵失踪之谜的核心是一个悖论。分子钟估算（包括测量随时间累积的基因突变数量）表明，海绵一定是在大约 7 亿年前进化而来的。然而，在如此古老的岩石中却没有发现令人信服的海绵化石。多年来，这个难题一直是动物学家和古生物学家争论的话题。这一最新发现填补了最早的动物之一的进化家谱，解释了它在较古老岩石中的明显缺失，并将达尔文关于它何时进化的问题联系起来。

肖最近入选了美国国家科学院，他第一次看到这种化石是在五年前，当时一位合作者给他发了一张中国长江沿岸发掘的标本的照片。作为理学院教师的他说："我以前从未见过这样的东西。几乎是一瞬间，我就意识到这是个新东西。"

肖和来自剑桥大学和南京地质古生物研究所的合作者们开始逐一排除各种可能性：不是海鞘，不是海葵，也不是珊瑚。他们想，这会不会是一种难以捉摸的古代海海绵呢？

弗吉尼亚理工大学地球生物学家肖树海及其合作者报告了一块距今5.5亿年的海海绵化石，填补了最早的动物之一在进化家谱中的空白。照片由弗吉尼亚理工大学的 Spencer Coppage 提供。图片来源：Spencer Coppage for Virginia Tech

在 2019 年发表的一项早期研究中，肖和他的团队提出，早期海绵之所以没有留下化石，是因为它们还没有进化出生成硬针状结构（即今天海海绵的特征）的能力。

肖的团队成员通过化石记录追踪海绵的进化。随着时间的推移，海绵体的有机成分越来越多，矿化度越来越低。

"如果往回推，那么最早的生物可能是软体生物，它们的骨骼完全是有机的，根本没有矿物质，"肖说。"如果这是真的，那么除非在非常特殊的情况下，快速化石取代了退化，否则它们是无法在化石中存活下来的。"

2019 年晚些时候，肖的国际研究小组在这样的环境中发现了一块保存完好的海绵化石：众所周知，在海洋碳酸盐岩的薄层中保存着大量软体动物，包括一些最早的具有移动能力的动物。

肖说："通常情况下，这类化石会消失在化石记录中。新发现为我们提供了一个窗口，让我们可以了解早期动物在长出坚硬部分之前的情况。"

新的海绵化石表面镶嵌着错综复杂的规则盒子，每个盒子又被分割成更小的相同盒子。

南京地质古生物研究所和剑桥大学的博士后研究员王晓鹏说："这种特殊的模式表明，我们手上的海绵化石与某种玻璃海绵的关系最为密切。"

新海绵化石的另一个出人意料之处在于它的大小。剑桥大学的合作者亚历克斯-刘（Alex Liu）说："在寻找早期海绵化石时，我原本以为它们会非常小。新化石长约15英寸，体形相对复杂，呈圆锥形，这挑战了我们对早期海绵外观的许多预期。"

这块化石填补了一些缺失的年份，同时也为研究人员如何寻找这些化石提供了重要的指导--这将有望把人们对早期动物进化的认识进一步向前推移。

"这一发现表明，最早的海绵可能是海绵状的，但不是玻璃状的，"肖说。"我们现在知道，在寻找早期海绵时，我们需要拓宽视野"。

编译来源：ScitechDaily