動物究竟是如何起源的？這一直都是一個謎。在6億年前的貴州甕安生物群中，保存了一類名叫 “旋孔蟲” 的胚胎狀化石，表面上長有奇怪的螺旋狀線圈。這到底是一種什麼樣的生物？長期以來，這類化石的生物學屬性充滿争議。近日，中國科學院南京地質古生物研究所牽頭的國際團隊通過高分辨率顯微 CT 等現代化技術，最終破解了其身世之謎。相關研究成果于6月13日在線發表于美國《科學》雜志子刊《科學進展》（Science Advances）上，為理解動物起源提供了重要線索。

探尋化石14年，守住6億年的甕安化石寶庫

△甕安旋孔蟲化石

在南京地質古生物研究所副研究員殷宗軍的辦公室，記者看到了甕安旋孔蟲化石。它被裝在小細管裡，肉眼仔細看，才能看見白色小沙粒。殷宗軍說，甕安旋孔蟲呈球形，直徑不到1毫米。“大約都是800微米左右，一微米等于頭發絲直徑的1/60。”

△殷宗軍

“故事緣起于14年前。當時我還是大三學生，為了做畢業設計，我去了貴州甕安北鬥山磷礦。在那裡，我發現了少量的甕安旋孔蟲化石。”殷宗軍介紹，甕安北鬥山磷礦形成于6億年前，是全球發現迄今最早的可靠動物化石記錄産地。甕安化石為磷酸鹽化三維立體保存的化石，保存了常規化石所沒有的細胞和亞細胞級的生物解剖學結構，是全世界最古老的動物化石寶庫。

雖然2006年，殷宗軍就發現了甕安旋孔蟲化石，但是直到2015年，研究才算真正開始。“這九年間，很多學者都做了這方面的研究。如果要跟他們競争，就需要更多的化石标本。”于是，2015年，殷宗軍帶着團隊再次來到甕安磷礦，開啟了新一輪的采集化石之旅。他們在地質剖面上采集化石。

“2017年的清明節，我們推動舉辦了‘甕安生物群化石保護和科學研究國際研讨會’，引起了非常大的關注，最後國務院親自批示建立化石保護點。我們還在那裡建了一個科普展覽館，向人們介紹甕安生物群以及它的重要性。”殷宗軍告訴記者，他們最終共采集到了300餘枚甕安旋孔蟲化石。

掃描310個标本，最終破解旋孔蟲“身世之謎”

△ 6億年前甕安生物群中的旋孔蟲（掃描電鏡圖像）

甕安旋孔蟲有帶裝飾的囊包，囊包上還發育了一條從一極延伸至另一極的螺旋狀線圈。這到底是一種什麼樣的生物？長期以來，這類化石的生物學屬性充滿争議。而之所以存在較大争議，主要原因是它的内部生物學結構不清楚。

“甕安旋孔蟲跟其他甕安胚胎化石不一樣的地方就在于，其他胚胎的結構保存得很好，很容易找到細胞結構。但是甕安旋孔蟲有很厚的囊包，裡面的結構都腐爛掉了。所以，你掃了很多個标本都不一定能夠發現有内部結構，沒有内部結構我們就不知道它是什麼。”殷宗軍說，由于化石标本非常小，想要高分辨率重現它的内部結構就要采用像醫院裡的 CT 掃描儀一樣的先進設備，而光掃描一個标本就需要6個小時的時間。

研究團隊前往瑞士最大的一個科研機構。在這裡，他們花了兩年時間，利用 X射線超高分辨率顯微斷層成像技術掃描了310個标本。之後一年，研究團隊都在分析研究旋孔蟲化石。“這300多個标本中隻有20幾個标本保存了内部結構，而且保存的比較好的隻有十幾個标本。一個标本裡分裂出好幾千個細胞。前人沒有大量的掃描，放棄了，我們做到了殷宗軍說。

殷宗軍介紹，當前，甕安生物群中動物總界類群的演化發育生物學方面的研究工作才剛剛起步，仍有大量系統分類位置不明的疑難化石。其中有一些疑難化石和動物胚胎狀化石外觀非常類似——甕安旋孔蟲就是其中一個典型。

它為研究動物起源提供了重要線索

△細胞分裂早期的甕安旋孔蟲

殷宗軍表示，不同的學者根據旋孔蟲囊包形态和螺旋線圈結構，認為它是大積球或者旋胞類的不同發育階段，從而提出了多種不同的親緣關系假說，包括刺胞動物原腸胚、八臂仙母蟲的胚胎、綠藻、動物單細胞近親等。也有學者認為它們是獨立的物種，并将它們解釋為單細胞生物有孔蟲。但是，研究人員發現，前人提出的各種假說均不成立。

“甕安生物群中胚胎狀化石包括大積球、旋胞類、籠脊球等均發育了相似的帶裝飾的囊包，這一特征并不具備生物學分類意義，而是趨同演化的結果。”殷宗軍解釋，由于6億年前海洋環境較為嚴苛，氧化還原狀态不穩定，因此幾乎所有的胚胎狀化石都發育了相似的厚壁囊包以保護自身。“至于囊包表面的螺旋狀線圈，目前還不知道它的生物學功能。這也是我們下一步想要了解的。前人也提出過一些假說，說它是生物體跟外界進行物質和能量交換的通道，比如交換氣體、營養物質、排除一些廢物等等，但是都沒有證據來證實。”

△細胞分裂晚期的甕安旋孔蟲

那麼，甕安旋孔蟲到底是什麼？研究人員綜合了旋孔蟲的發育過程和形态結構特征，認為它屬于動物總界的一員。“動物總界相當于人科的概念，人科包括人和黑猩猩、大猩猩等。我們目前沒辦法認為旋孔蟲一定就是動物，證據還不是很充足。但是它為理解動物起源提供了重要線索。”殷宗軍認為這一項研究最大的意義在于提出了更多的問題，而不是解決了一個大問題。比如：甕安旋孔蟲究竟是什麼東西？甕安生物群中是否有更多屬于動物總界的化石類群？地球上的動物是什麼時候誕生的？……

來源：新華網 現代快報

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