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云南大学古生物研究院科研人员利用显微CT研究发现早寒武世澄江生物群节肢动物腿肢的新结构

2021-07-30  

730日,云南大学古生物研究院科研人员与英国伦敦自然历史博物馆及德国慕尼黑大学组成的科研团队在国际一流学术期刊Nature Communications《自然-通讯》上发表题为“Exites in Cambrian arthropods and homology of arthropod limb branches”的学术论文。云南大学刘煜研究员、侯先光研究员分别为该论文的第一作者和共同通讯作者,翟大有研究员、麦慧娟助理研究员、在读博士生张茂银为该论文的合作作者。

该研究借助国际前沿的显微CT扫描技术和计算机三维复原技术,揭示了距今5.18亿年的云南澄江生物群中若干节肢动物双支型腿肢基部的新结构,即上肢(或称外叶,英文名称:exite;插图一)。

插图一:左侧为使用显微CT及三维复原技术从化石中提取的4个澄江节肢动物物种的腿肢三维模型(从上往下分别为:迷人林乔利虫、肥胖林乔利虫、刺状纳罗虫、异形网面虫),右侧为三维建模效果图。染成红色的上肢是本研究的新发现,其它结构分别为原肢(粉色)、内肢(黄色)及外肢(蓝色)

1909年加拿大布尔吉斯页岩化石群发现以来,国际古生物学界及演化生物学界就一直认为,早寒武纪的节肢动物腿肢类型是较为简单的双支型,即原肢上只附着有内肢和外肢。同时,上肢结构总是被当做甲壳动物(如:虾、蟹)及其祖先类群独有的特征被区别对待。甚至有研究曾提出,只要是具有上肢结构的节肢动物就都是甲壳动物演化支系里的一员。

插图二:本研究中涉及的四个非甲壳动物支系的节肢动物物种

以云南大学古生物研究院为核心的国际科研团队在对迷人林乔利虫(Leachoilia illecebrosa)、肥胖林乔利虫(Leachoilia obesa)、刺状纳罗虫(Naraoia spinosa)及异形网面虫(Retifacies abnormalis)(插图二)这四个非甲壳动物支系的节肢动物的腿肢三维结构进行了深入研究后提出了对上述观点的质疑并进一步指出:上肢很有可能是一个普遍存在于早期节肢动物中的结构,而不是甲壳动物及其祖先类群独有的特征。本研究的新发现是节肢动物演化研究中的一个重要突破。先前基于早期节肢动物腿肢形态的谱系演化工作都有必要重新进行编码和分析。

本研究受国家自然科学基金41861134032、德国科学基金会Me-2683/10-1、云南省自然科学基金2015HA021 2018FA0252018IA0732019DG050等科研项目的资助。


论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-021-24918-8


供稿:古生物研究院

编辑:李哲

责任编辑:王崴


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