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一亿年前的寄生绦虫长这样!
来源:中科院之声 | 作者:罗慈航 | 2024/5/23 10:38:50 | 浏览:273 | 评论:0

编者按:近期,中国科学院南京地质古生物研究所研究员王博带领团队在一枚来自白垩纪缅甸克钦琥珀(距今约1亿年)中发现绦虫化石,揭示了远古时期的绦虫生活史。这是全球首个确定的绦虫身体化石,为研究绦虫的早期演化提供了直接证据。相关研究发表于《地质学》(Geology)。


一亿年前的寄生绦虫长这样!
▲缅甸克钦琥珀中的绦虫化石(A, 光学显微镜图像;B, 显微计算机断层扫描图像)及与现生锥吻目(C, 电子显微镜图像)的比较。


01

绦虫化石极其罕见


绦虫是一种常见的寄生虫,属于扁形动物门,已知约5000种。它们广泛分布于陆地、淡水和海洋生态系统中,能感染几乎所有的脊椎动物,包括人类。

它的体型变化很大,体长从小于1毫米到大于30米不等。它们没有嘴巴和消化道,而是附着在脊椎动物肠道内,通过表皮吸收食物。

根据分子生物学证据的推测,绦虫在古生代中期(约4亿年前)已经出现。但由于绦虫的寄生习性以及软躯体易于降解,绦虫化石记录极其罕见。因此,科学家们对绦虫的早期演化知之甚少。

在第四纪之前,唯一比较确定的绦虫化石是来自二叠纪的鲨鱼粪化石中的绦虫卵。其实不光是绦虫,绦虫所属的整个扁形动物门,化石记录都非常少,尤其是身体化石。目前现存的只有少数几个极具争议的记录。


02

首个绦虫身体化石


科研人员通过高精度的显微计算机断层扫描,在一枚来自白垩纪缅甸克钦琥珀(距今约1亿年)中发现了绦虫化石。

研究人员在化石表面发现了大量钩状结构,且由前至后钩状结构逐渐变小,钩的分布呈一定的螺旋式。化石前部还保存了层层叠覆的锥状结构。这些特征都与一类特殊的绦虫——锥吻目绦虫的锥吻的结构一致。研究人员由此断定,这枚化石是一只锥吻目的绦虫。


一亿年前的寄生绦虫长这样!
▲化石内部结构(A)与现生锥吻目(B)的比较。ivt:未完全伸出的锥吻。


这枚化石是首个绦虫身体化石,提供了目前最为可靠的扁形动物门身体化石记录,为了解绦虫早期演化提供了直接证据。

同时,这项研究还证明,除节肢动物之外,琥珀也可以保存绦虫等软躯体动物的精细的内部结构。


03

化石成因之谜


奇怪的是,这枚化石保存的锥吻目绦虫是海洋生物,寄生于板鳃总目软骨鱼类(主要是鲨鱼和鳐鱼)的胃肠道中。那么它为何会出现在陆地上形成的琥珀中?

研究人员通过仔细观察发现,除了绦虫,该枚琥珀还包裹了大量的砂砾、植物产生的毛状体以及一只蚧壳虫,这表明琥珀形成于陆地或近岸环境中。而之前的研究已表明,克钦琥珀很可能形成于海岸边。

因此,研究人员对海洋内寄生性的绦虫如何出现在琥珀中提出了一种可能的假设:绦虫的宿主(如鳐鱼)因风暴或者潮汐被困在沙滩上,并被陆地的掠食者取食。当掠食者进食宿主内脏时,绦虫可能掉出,并被附近的树脂包裹,成为化石。


一亿年前的寄生绦虫长这样!
▲场景复原图(杨定华绘制)。绦虫可能寄生在鳐鱼的肠道内,搁浅后被一只恐龙捕食,恐龙取食鳐鱼内脏时,绦虫被扯出来,掉在了附近的琥珀中。

这项研究还原了一只没嘴但是也能和鲨鱼或者鳐鱼抢饭吃的远古绦虫的生活,彰显了琥珀研究在古寄生虫学中的重要性,也进一步证明缅甸克钦琥珀沉积环境临近海边。


琥珀作为远古的“时空胶囊”,能够以极为精美的程度保存过往生命的细节特征,这是地球为人类探究地球与生命演化过程留下的时光碎片。随着科技手段的进步,未来我们将从琥珀中窥视到更多生命演化的奥秘。


论文链接:

https://doi.org/10.1130/G52071.1


参考文献:

Luo Cihang, Palm H.W., Zhuang Yuhui, Jarzembowski E.A., Nyunt T.T., Wang Bo, 2024. Exceptional preservation of a marine tapeworm tentacle in Cretaceous amber. Geology.

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