南古所科学家 发现1.6亿年前寄生虫“鼻祖”
更新于:2025-04-11 00:31:27

本文转自:金陵晚报

南古所科学家

发现1.6亿年前寄生虫“鼻祖”

侏罗虫(a, 化石照片;b, 复原图)及与现生棘头虫(c)的比较。图中比例尺为2.0毫米(a、b)和0.5毫米(c)。 中国科学院南京地质古生物研究所供图

南古所新发现的来自1.6亿年前侏罗纪的棘头虫化石。 金陵晚报/紫金山新闻记者 张安琪 摄

  □金陵晚报/紫金山新闻记者

  张安琪 

  棘头虫是一类严重危害淡水鱼类的寄生虫,也能够感染人、猪、犬、猫等。其身体构型高度特化,起源问题一直未得到有效解答。

  近日,记者从中国科学院南京地质古生物研究所(以下简称“南古所”)获悉,该院发现了一枚产自约1.6亿年前侏罗纪的棘头虫化石,通过国际合作系统研究,确认其演化位置位于棘头虫的最根部,换言之是现代棘头虫的“鼻祖”。该研究填补了棘头虫的演化空白,为解决棘头动物门的起源之谜提供了实证。成果于2025年4月9日发表于英国《自然》(Nature)杂志。

  长期以来,棘头虫一直被认为是一个独立的门,即棘头动物门。分子系统学分析表明,棘头虫最可能是轮虫动物门中一个特化的类群。但现代棘头虫的“长相”与轮虫相比实在相距甚远,同时,由于棘头虫是体内寄生虫,很难保存为化石,此前唯一的化石记录是来自晚白垩世(距今1亿—6600万年前)鳄形动物粪便中四枚疑似的棘头虫卵。因此,人们对棘头虫的起源和早期演化知之甚少。

  南古所新发现的棘头虫化石来自1.6亿年前的侏罗纪。记者在现场看到,化石长约2厘米,整体约手指关节大小,一端有狼牙棒状的突起。

  “那就是它具钩的吻突,也是和现代棘头虫相似所在,同时还是表明它已演化出内寄生习性的重要证据。”南古所研究员王博介绍,这块化石最早发现于2018年,其独特的形状立即引起了科研团队注意。科研人员根据发现地,将其命名为“道虎沟侏罗棘头虫”(简称“侏罗虫”),“我们推测侏罗虫在宿主死亡前钻出了宿主身体,这才以化石形态保存了下来。不然宿主内脏会加速它的腐蚀。” 

  随后,研究团队借助扫描电镜、能谱分析等方法,对其进行精细的解剖学研究发现,侏罗虫的身体整体呈纺锤形,分成明显的三部分,即吻突、颈和躯干。侏罗虫的吻突具硬化的、略向下弯曲的刺,身体上有约32对仅延伸至身体一小部分的纵毛列,类似的结构也常见于现生棘头虫。它的吻突中央保存了消化道,但躯干整体未发现明显的消化道,其身体末端还有一个类似现生棘头虫雄性交合伞的结构。 

  值得一提的是,侏罗虫还保有牙齿和肛门,但现代棘头虫已经没有这两个器官了。“我们怀疑这两个器官是现代棘头虫的原始特征,后来在漫长的进化中消失了。”通过王博展示的PPT照片,记者看到,侏罗虫牙齿位于躯干最前方的颚器内,前部的齿较小,向后逐渐变大,齿的数量也更多。颚器中的齿整体都朝向身体前方,且所有的齿都不超过棘头虫的身体边界。据了解,类似的颚器在棘头虫可能的祖先——包含轮虫动物的有颚动物类(包含颚口动物门、微颚动物门和轮形动物门,其中轮形动物门包含了轮虫动物门和棘头动物门)中广泛存在。

  为进一步确定侏罗虫的演化位置,研究团队还构建了一个最新的、包含各类现生和化石蠕虫动物的形态数据矩阵,并开展系统发育分析。结果表明,侏罗虫的演化位置位于棘头虫的最根部,是棘头虫的基干类群。侏罗虫是尾盘纲轮虫向棘头虫演化的过渡类群。这与近年的分子系统发育分析结果——“棘头虫最有可能是轮形动物中一个特化的类群”相近,成功解决形态学研究与系统发育基因组学研究之间的分歧。

  那侏罗虫的宿主是谁呢?王博说,团队推测是两栖类的蝾螈,“因为在发现它的道虎沟,几乎没有发现鱼类化石,蝾螈化石则较多。”

  据悉,王博和南古所博士生罗慈航及相关科研人员将继续开展化石研究,“我们还发现了很多形态特别的化石,还要继续深挖。”王博表示,虽然分子生物学能够解决一些传统形态学研究难以解决的系统发育关系,但实践表明过渡类型的化石在探究动物身体构型革命性演化中仍然扮演了非常重要的作用。

  本研究得到国家自然科学基金委、深时数字地球国际大科学计划、江苏卓越深时数字地球研究中心的支持。南京古生物所地层古生物大数据中心GBDB提供了数据支持。南京古生物所画师杨定华绘制了侏罗虫的复原图。