地球上的動物如何演化出堅硬的骨骼結構?這一困擾科學界的謎題,隨著西北大學研究團隊的最新發現迎來重要突破。通過對寒武紀早期化石的深入研究,科研人員首次在5億年前的化石中找到了動物通過上皮組織控制骨骼生長的直接證據,這一發現或將改寫人類對早期動物演化的認知。
研究團隊聚焦于中國華北板塊寒武紀早期猴家山組出土的開腔骨化石。這種直徑僅300微米的微小骨片,表面包裹著由磷酸鹽化內核與磷灰石質外模構成的特殊結構。通過掃描電鏡、顯微CT等先進技術,科研人員發現骨片表面存在類似蜂巢的多邊形有機質框架,經分析確認這些結構由黏土礦物保存。
對比現生軟體動物珠母貝的顯微結構后,研究揭示出驚人相似性:兩種生物的有機質框架在形態、尺寸及細胞間結構上高度吻合。這表明開腔骨化石的骨骼形成機制與現代軟體動物如出一轍——均由表皮細胞分泌的多邊形框架控制礦化過程。研究負責人指出,這種結構特征證明5億年前的動物已具備通過上皮組織調控骨骼生長的能力。
該發現對動物演化研究具有雙重意義。首先,它證實了真后生動物四大組織(上皮、結締、肌肉和神經組織)的出現時間遠早于此前認知。開腔骨化石中保存的完整上皮組織結構,表明寒武紀大爆發初期的動物已具備復雜組織分化能力。其次,研究徹底顛覆了開腔骨與海綿動物存在親緣關系的傳統觀點,證明這類生物屬于具有明確組織分化的真后生動物。
參與研究的國際團隊指出,這項突破得益于多學科交叉研究方法。通過將現代生物礦化原理應用于古生物研究,科研人員首次在寒武紀化石中觀察到與現代礦化結構相關的上皮組織。評審專家特別強調,該發現表明即便在寒武紀早期,某些低等動物也已演化出與現代高等動物相似的復雜骨骼形成機制。











