中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所973項目首席科學(xué)家朱茂炎課題組，最近在我國貴州甕安生物群中發(fā)現(xiàn)一枚6億年前的原始海綿動物化石“貴州始杯海綿”.新發(fā)現(xiàn)的這枚米粒大小的化石顯示，至少6億年前地球上已出現(xiàn)原始動物。這是迄今全球發(fā)現(xiàn)最早且可信的原始動物實體化石。
該發(fā)現(xiàn)不僅將原始動物在地球上出現(xiàn)的實證記錄從寒武紀(jì)向前推進(jìn)了6000萬年，還意味著動物共同祖先的起源時間可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于古生物學(xué)家的傳統(tǒng)推測。
精美細(xì)胞結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代海綿相似
該研究于3月10日以長文形式發(fā)表在《美國科學(xué)院院報》（PNAS）上。朱茂炎課題組說，他們在中國貴州省“甕安生物群”中發(fā)現(xiàn)了一枚原始海綿動物化石，雖然體積只有2到3立方毫米，但其歷史已達(dá)6億年，它被命名為“貴州始杯海綿”.最珍貴的是，它還是一枚“三維立體化石”.這一僅有米粒大小的化石保存了精美的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和完好的水溝系統(tǒng)，是迄今為止全球發(fā)現(xiàn)的最古老的可靠海綿化石。
當(dāng)時的海綿成體為什么這么?。?ldquo;當(dāng)時海水含氧量低，不足以支持大型生物出現(xiàn)。”專家解釋說。
據(jù)介紹，該化石以磷酸鹽化的形式保存在白云質(zhì)磷塊巖中，研究人員使用化學(xué)溶蝕法將白云質(zhì)圍巖（圍巖是某種地殼物質(zhì)周圍的巖石）剝離后得到了完整的化石標(biāo)本。然后研究人員使用目前最先進(jìn)的三維無損成像法，在不破壞化石的前提下觀察了它的三維結(jié)構(gòu)。“類似醫(yī)院照CT但精度更高，化石各個結(jié)構(gòu)都可以看得很清楚。”
研究顯示，化石整體外觀呈纏繞的管狀，由3個獨立的腔室和它們共用的一個實體基座組成，每個腔室都有一個向上的開口，保存了精美的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。同步輻射顯微CT技術(shù)和掃描電鏡觀察均表明，該生物體已發(fā)生明顯的細(xì)胞分化，具有與現(xiàn)代海綿動物相似的表皮細(xì)胞和領(lǐng)細(xì)胞（位于體腔壁內(nèi)層、帶有鞭毛的一種細(xì)胞）結(jié)構(gòu)，其表面細(xì)胞之間還發(fā)育了數(shù)量眾多的小孔，這些小孔直通有開口的腔室，和腔室一起形成簡單的水溝系統(tǒng)，為生物體提供與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的通道。
論文第一作者殷宗軍博士說：“這些生物學(xué)特征表明它是一種與現(xiàn)代海綿動物非常相似的原始動物，能固著在淺水區(qū)的海底通過簡單的水溝系統(tǒng)進(jìn)行濾食生活。”
實證6億年前地球上有動物
該發(fā)現(xiàn)不僅將原始動物在地球上出現(xiàn)的實證記錄從寒武紀(jì)向前推進(jìn)了6000萬年，還意味著動物共同祖先的起源時間可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于古生物學(xué)家的傳統(tǒng)推測。這一理論上的推測為在更古老的地層中發(fā)現(xiàn)動物始祖化石提供了依據(jù)。
朱茂炎對新華社記者說：“這一發(fā)現(xiàn)將消除學(xué)界對6億年前地球上是否出現(xiàn)動物的疑問。”
海綿動物是整個動物界中最原始的類群，它們沒有真正的組織和器官，只有細(xì)胞分化，因此在化石中識別海綿動物最理想的情況是找到保存了細(xì)胞結(jié)構(gòu)和完整水溝系統(tǒng)的標(biāo)本。“雖然前人也曾報道過一些前寒武紀(jì)地層中疑似的海綿化石，但由于沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)和滿足水動力學(xué)需求的水溝系統(tǒng)等典型特征，因而不被學(xué)界認(rèn)可。”殷宗軍說，“貴州始杯海綿”化石精美保存了細(xì)胞結(jié)構(gòu)和完整的水溝系統(tǒng)，“這是海綿動物的典型特征，是在化石中識別海綿動物最理想的情況”.它的發(fā)現(xiàn)將海綿動物的化石記錄向寒武紀(jì)之前推進(jìn)了6000萬年。結(jié)合現(xiàn)有的動物譜系樹和分子鐘推斷，所有動物共同祖先的出現(xiàn)還遠(yuǎn)在6億年之前。
朱茂炎說，以前發(fā)現(xiàn)的可靠海綿化石是寒武紀(jì)早期的海綿骨針化石，距今約5.3億年歷史。對于此前某些媒體報道過的寒武紀(jì)之前的海綿化石，他認(rèn)為“均不可靠，因為那些化石沒有保存海綿動物典型的特征構(gòu)造”.
