科學家通過侏羅紀化石形態分析揭示棘頭動物門起源

動物界包含30余個門級分類單元。迄今為止，人類對少數門級類群的起源知之甚少，棘頭動物門便是其中之一。棘頭動物門已建立200余年，但起源問題尚不清楚。

近期，中國科學院南京地質古生物研究所博士研究生羅慈航在研究員王博的指導下，聯合國內外科研人員，探討了約1.6億年前產自內蒙古道虎溝的棘頭蟲化石——侏羅蟲。這一研究填補了棘頭蟲的演化空白，為剖析棘頭動物門的起源之謎提供了實證。

棘頭蟲是海洋和陸地生態系統中常見的體內寄生蠕蟲，能夠感染人、豬、犬、貓、魚等動物。同時，棘頭蟲也是重要的醫學寄生蟲。棘頭蟲典型的特征是其蠕蟲狀的外形和可外翻的吻突，吻突上有成排的倒鉤，用于附著在宿主的消化道內。

長期以來，棘頭蟲被認為是獨立的門即棘頭動物門。由于棘頭蟲的身體構型高度特化，其系統分類位置存在較大爭議。加之，棘頭蟲是體內寄生蟲，較難保存為化石。此前，唯一的化石記錄是晚白堊世鱷形動物糞便中4枚疑似棘頭蟲卵。

蠕蟲化石研究聚焦于古生代標本尤其是寒武紀化石。中生代蠕蟲化石雖有不少標本，但年代較新而被認為缺乏門類起源等關鍵演化信息，進而長期以來被忽視。同時，中生代蠕蟲往往個體微小、身體結構趨同、分類特征不清，多屬于疑難化石。因此，中生代蠕蟲鑒定要求高、研究難度大，是領域內頗具挑戰性的難題。

此次新發現的棘頭蟲被命名為道虎溝侏羅棘頭蟲（簡稱侏羅蟲）。研究人員借助掃描電鏡、能譜分析等方法對侏羅蟲進行解剖學研究發現，它的身體整體呈紡錘形并分成吻突、頸和軀干三部分。

侏羅蟲的吻突具硬化的、略向下彎曲的刺。侏羅蟲身體上約有32對僅延伸至身體一小部分的縱毛列，類似的結構亦常見于現生棘頭蟲。侏羅蟲的吻突中央保存了消化道，但軀干整體未發現明顯的消化道；侏羅蟲身體末端有一個類似現生棘頭蟲雄性交合傘的結構。

侏羅蟲最奇特的特征是其位于軀干最前方的顎器。顎器整體向前方匯聚，且前部的顎較小，向后逐漸變大，且齒的數量更多。顎器中的齒整體都朝向身體前方，且所有的顎都不超過棘頭蟲的身體邊界。類似的顎器在棘頭蟲可能的祖先即包含輪蟲動物的有顎動物類中廣泛存在。

進一步，為確定侏羅蟲的演化位置，研究構建出最新的、包含各類現生和化石蠕蟲動物的形態數據矩陣，并開展系統發育分析。結果表明，侏羅蟲的演化位置位于棘頭蟲的最根部，是棘頭蟲的基干類群。

該研究為探討棘頭動物門的起源和早期演化提供了重要線索。侏羅蟲展示了棘頭動物先前未知的形態多樣性和生態特性。棘頭蟲具鉤的吻突和較大的體型表明，棘頭蟲在侏羅紀可能已演化出內寄生的習性，表明棘頭蟲可能起源自陸地環境并在侏羅紀已與其他輪蟲分化。

同時，雖然分子生物學能夠解決一些傳統形態學研究難以解決的系統發育關系，但過渡類型的化石在探究動物身體構型革命性演化中仍發揮了重要作用。研究表明，中生代蠕蟲化石并不是“研究荒漠”，能夠為探討蠕蟲類形態和生態的演化提供證據。

4月9日，相關研究成果在線發表在《自然》（Nature）上。研究工作得到國家自然科學基金和深時數字地球國際大科學計劃的支持。