科学家称，一块著名化石的核心揭示了我们最古老的脊椎动物祖先

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美国有线电视新闻网
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一种已灭绝的丝带状海洋生物，大约有人手那么大，是最早进化出脊椎前体的动物之一。 科学家最近通过倒转的方式识别出了动物的神经索。 他们把她的化石颠倒过来。

古生物学家 查尔斯·杜利特尔·伍尔科特 他首先在不列颠哥伦比亚省的伯吉斯页岩沉积物中发现了鼠兔的化石，其历史可追溯到 5.08 亿年前，并在 1911 年的一篇论文中描述了这种动物，这种动物长约 6.3 英寸（16 厘米），身体平坦，肌肉发达，体型较小。头部，外部有爪子和流苏。 这些腿最初被认为是不成熟的，因此动物被放置时这些结构朝下。

2012 年，经过数十年的皮卡虫化石研究，研究人员发现…… 描述 它们的化石内部结构被非常详细地描绘出来。 他们将腹部附近的一条长线识别为血管，并将沿着动物背部延伸的三维香肠状结构称为背器官，可能用于内部支撑，尽管该器官在解剖学上与在动物中看到的任何器官都不同。化石或生物体中。 动物们。

然而，另一组科学家对皮卡虫化石的最新分析于 6 月 11 日发表在该杂志上 当前生物学他颠覆了这一观点以及之前所有其他关于皮卡虫的研究。

研究人员表示，之前的解剖学解释将动物置于错误的一侧。 所谓的背部器官实际上位于腹部，是皮卡虫的肠道。 假设的血管是神经索，这一特征与脊索动物门中的脊索动物有关。

所有脊索动物，例如脊椎动物、鳗鱼变色龙、水壶或海鞘，在其生命的某个阶段都在其背部拥有一种灵活的杆状神经结构，称为脊索。

鼠兔最初被认为是一种蠕虫，但后来根据某些肌肉的形状和肛门位置等特征，被升级为一种早期的脊索动物。 但专家们并不确定鼠兔在脊索动物谱系中到底属于哪个位置。

研究作者报告说，通过对神经索的描述，鼠兔现在可以被认为是所有脊索动物创始谱系的一部分，尽管今天没有直系后代存活。

这位进化生物学家说，鼠兔的心脏“让很多事情变得清晰起来”。 约翰·马拉特博士，爱达荷大学临床教授。 未参与这项新研究的 Mallat 在 Pikaya 上发表了一篇论文 2013年-以固定（且倒置）的身体姿势进行工作。

马拉特说，回想起来，真相“隐藏在众目睽睽之下”，这一逆转解决了为什么皮卡虫所谓的血管分布和背部结构与其他脊索动物的既定解剖特征发生冲突的问题。

“皮卡亚突然变得不那么奇怪了，”他说。

这项新研究的合著者几年前就开始重新评估皮卡亚的发展道路， 雅各布·文特尔博士该研究的主要作者、英国布里斯托大学宏观进化讲师说道 乔瓦尼·穆西尼英国剑桥大学地球科学系研究员、博士生。

莫西尼告诉美国有线电视新闻网，有很多理由需要重新考虑之前对化石的解释。 首先，科学家认为背器官的位置是个谜。 它的位置——靠近皮卡虫的背部——似乎排除了该器官是肠道的可能性。

然而，一旦将皮卡亚翻转过来，该器官的位置和特征在解剖学上就更有意义了。 它已经扩张并延伸到动物的咽部，咽部是肠道通常与口腔连接的喉咙区域。 它们的三维状态可以通过化学反应组织的存在来解释，这是肠道的标志。 在其他伯吉斯页岩化石中，肠道组织中通常存在丰富的离子和活性化合物，导致消化结构比身体其他部分更快地矿化，从而更多地保留其原始形状。 研究表明，皮卡虫器官内的结构很可能是吞咽食物的残留物。

在倒置的鼠兔中，以前朝下的外鳃现在朝上，现代弹涂鱼和弹涂鱼的外鳃也是如此。 海胆。

翻转火龙果还改变了以波浪形式聚集在一起的肌肉群的方向。 这些肌肉被称为肌肉，是脊椎动物的基本特征。 在皮卡亚的新姿势中，这些肌肉的最强屈曲点位于其背部，这也适用于其他有刺动物的肱肌排列。

“这使得皮卡虫的运动与我们在现代脊索动物中看到的一致，”莫西尼说。

皮卡虫的假定血管在解剖学上也令人费解，因为它们缺乏脊椎动物血管中常见的分支。

莫西尼说：“这是一条贯穿身体大部分区域直至头部的线，并在触手处分支成两条带。”

认识到该结构是神经索的一个重要部分是来自寒武纪其他动物的神经系统化石。5.41亿至4.854亿年前莫西尼补充道）这是在过去十年中发现的。

他说：“我们对神经索和其他组织如何形成化石有了更好的了解，因为我们很幸运，在其他沉积物中发现了相当数量的寒武纪神经系统，其中大部分来自近年来发现的中国化石。” 。 一些年。”

这些化石中有许多是节肢动物——具有外骨骼的无脊椎动物——并且有昆虫、蜘蛛和甲壳类动物等现存的亲戚。 将化石与现代节肢动物进行比较有助于古生物学家识别保存完好的内部组织。 莫西尼说，一个例子是寒武纪节肢动物 Mollisonia 的化石标本，它的大脑组织与活蜘蛛、蝎子和鲎的大脑组织相似。

尽管目前还没有与皮卡虫相对应的生物，但节肢动物化石数据为科学家提供了有关皮卡虫神经索的更详细的参考框架。 与其他化石神经组织一样，皮卡虫的神经索呈黑色、富含碳，并且与其他化石组织相比相对脆弱。

马拉特说，这条神经索强化了皮卡虫作为脊索动物的地位，使其“几乎处于我们所认为的经典脊索动物的基础上”。

莫西尼说，皮卡虫的解剖结构在很大程度上仍然是个谜，但从一个新的角度观察它可以为它一系列令人困惑的特征提供新的见解。

“许多细节直到最近 10 或 12 年才被曝光，”莫西尼补充道。 “2012 年论文的作者在谈话中没有提及这些细节当然可以原谅，因为这是一项正在进行的工作。”

明迪·韦斯伯格 (Mindy Weisberger) 是一位科普作家和媒体制作人，其作品曾发表在《Live Science》、《科学美国人》和《How It Works》上。