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我国科学家揭密5.2亿年以来“海豆芽”繁衍奥秘

发稿时间：2023-03-09 19:06:00 作者：李琛 孙海华 来源： 中国青年报客户端

　　中国青年报客户端讯（李琛 中青报·中青网记者 孙海华）通过对5.2亿年以来的舌形贝腕足动物壳体进行大数据整理分析和壳体形态解剖研究，近日，西北大学地质学系张志飞教授指导的博士研究生梁悦得出了“舌形贝类穴居型生活方式早在奥陶时期就已建立，其壳体形态和生活方式（包括固着、粘附、群居和穴居）多样性达到高峰”的结论。随后，穴居型和群居型生活类型在奥陶纪末和二叠纪末的生物大灭绝事件中被随机性保留下来。

　　

　　 　　三叶虫、恐龙、哺乳动物和腕足动物舌形贝地史延限（红线表示五次生命大灭绝事件）。西北大学供图

　　腕足动物舌形贝俗称“海豆芽”，被达尔文定义为“活化石”。它自寒武纪早期出现，历经了地球动物出现以来所有的磨难和自然灾害，尤其是经受了地球最严重的“五次生物大绝灭”事件繁衍至今。目前，仍分布在我国广西和日本、新西兰等地的近岸浅海地区，成为当地桌上的一道美食。

　　5.2亿年以来，舌形贝一直生活在泥质海底，壳体尺寸3——5厘米，最大不超过十几厘米。在长期的演化过程中，它们通过多变的壳体形态，不断探索、改变和硬化着海洋底质表面，并在奥陶纪时期属种多样性和壳体形态多样性达到空前繁盛，演化出了包括穴居的生活类型和葡萄串状群体生活等多种壳体类型。就是这种“多样性”积累，腕足动物舌形贝类在面对显生宙的五次大绝灭中，尤其是显生宙生物灭绝率最高的奥陶纪和二叠纪两次大绝灭事件中，有了“足够的可能”，致使穴居的生活类型（Lingulids）作为一种自然选择，得以生存。

　　

　　 　　在教科书中，舌形贝腕足动物海豆芽作为指相化石的代表。西北大学供图

　　为了更好地探究舌形贝腕足动物在整个显生宙的演化历程，该研究以纪为时间单位，通过贝体形态空间分析发现：五次大灭绝事件中，奥陶纪末期和二叠纪末期生物大灭绝事件对其壳体形态多样性的影响最大。

　　

　　 　　寒武纪大爆发期间腕足动物的生活方式和分层结构。西北大学供图

　　寒武纪大爆发期间，腕足动物已经出现了多种壳体形态。经过奥陶纪生物大辐射事件，其多样性进一步增加，并达到峰值。然而，随后的奥陶纪大灭绝事件使得其壳体形态多样性发生明显缩减。古生代末期的二叠纪大灭绝事件使得舌形贝壳体形态多样性进一步减少，仅留下壳体形态两侧平直，营内栖生活的舌形贝类，以及壳体浑圆、葡萄串状群体固着生活的平圆贝类。

　　这一演化历程，符合随机演化理论，即不可推测的特殊性事件，例如生物大灭绝事件，极大改变并重塑了生物群落的演化历程。同时，西大科研团队联合国外学者开展的支序分析、形态空间测量和谱系分析等多学科交叉研究，各项结果都支持了“奥陶纪后随机演化是主导现代舌形贝演化的外在动力”。

　　

　　 　　该研究成果已原图入选国际古生物学会主席Michael Benton和副主席David Harper主编的国际古生物教材。西北大学供图

　　因此，腕足动物舌形贝在寒武纪大爆发出现后，经过自然选择的演化，壳体多样性得到空前发展。但在显生宙之后的两次或多次大绝灭事件中，壳体两侧平直的穴居类群得到了强有力的随机遴选，导致自然选择在奥陶纪之后舌形贝漫长的形态和生态演化中很少或者无法发挥作用。

　　2023年3月9日北京时间凌晨，相关研究成果Cell出版集团综合期刊《当代生物学》（Current Biology）在线发表。

责任编辑：梁国胜
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