抚仙湖虫的中枢神经是怎样变成化石的?

24.11.2015  09:58

生活在寒武纪的抚仙湖虫,有怎样的脑和中枢神经构造?云南大学古生物学马晓娅研究员和侯先光研究员带领的国际合作研究组近期揭示了答案。同时,还首次论证了这些易变生物组织为什么能在5.2亿多年前的寒武纪化石中被保存下来。

10枚抚仙湖虫标本

拥有完整神经构造

据了解,该研究团队2012年就首次发表文章,报道了脑和神经构造在澄江动物群化石中的精美保存,颠覆了人们对化石保存精美程度的认知,在世界科学界产生了强烈反响,并由此开创了一个新的研究领域——“神经古生物学”。

但由于神经构造在化石中的保存极为罕见,这些研究成果大多都基于单枚化石,因此这个新兴研究领域也遇到了不少挑战。随后经过对澄江化石标本的大量检测,研究组共发现了10枚保存脑和神经构造的澄江动物群节肢动物抚仙湖虫标本。这些标本都证实了此前发现的这种寒武纪节肢动物已具有分三节的复杂脑部构造,并进一步揭示了该动物视神经网的精细构造。

化石中保存的神经构造

能提供演化等关键信息

研究组发现,这些神经构造最初被保存为有机质碳膜,之后被不同程度地黄铁矿化,因此对这些构造的特异保存机制提出了一个新的假说。动物死亡后,在最初有氧环境下,脑和神经构造可能被初步降解为有机质碳链。随着动物遗体迅速被沉积物埋藏在氧和硫酸盐含量都极低的环境,好氧菌和硫酸盐还原菌的降解作用被有效抑制,从而这些神经组织以有机质碳膜的形式在沉积物中被稳定和保存下来。这个新的假说也颠覆了生物易变组织必须经过矿化作用才能在化石中被保存的观点。

同时,研究组还开展了一系列生物降解实验,来模拟化石形成过程。研究显示,脑和神经组织并不像传统认为的那样极易降解,在适当埋藏条件下,这些构造可以被保存为化石。并且虽然经过沉积物的埋藏、挤压和固化,这些脑和神经构造仍保留了原有的一些重要性状特征,因此化石中保存的脑和神经构造可以准确地提供节肢动物起源、早期演化等关键信息。

春城晚报 记者 李思家