海绵动物一般被觉得是动物界中最原始的类群，分子钟研究推断其起源时间在距今约7亿年前，然而寒武纪之前的海绵化石极为稀有并具备争议。最近，中国科学院南京地质古生物研究所袁训来研究员带领的早期生命研究国际合作团队，在湖北宜昌距今约5.5亿年前的石板滩生物群中发现了一种埃迪卡拉纪晚期的冠群海绵动物，填补了海绵动物早期演化的要紧环节。该成就于2024年6月5日在线发表于英国《自然》杂志上。

化石记录有1.6亿年空缺

海绵动物常被觉得是最基础和最原始的后生动物，对地球早期海绵化石的探寻和研究能为大家探索动物起源和早期演化模式提供重点证据。现代分子生物学研究和综合分子钟推断表明，海绵起源和分异时间应该在距今约7亿年前。然而，确切的海绵化石记录直到距今约5.39亿年开始的寒武纪才很多出现，寒武纪之前的海绵化石记录十分稀有且大多存在争议。海绵化石记录存在长达1.6亿年的空缺，这一段扑朔迷离的历史被叫做海绵早期演化中“消失的岁月”。

中国科学院南京地质古生物研究所万斌副研究员介绍，对于前寒武纪海绵化石记录缺失的讲解，主要有两种假说：第一，因为大部分现生海绵具备硅质或钙质骨针，因此研究者假设海绵的一同祖先具备矿化骨针，而寒武纪之前的埃迪卡拉纪（距今约6.35至5.39亿年）海绵化石的缺失可能是因为当时的环境不利于骨针的保存；第二，海绵动物的一同祖先不具备矿化骨针，在分化出主要类群后，各类群才独立演化出矿化骨针，因此前寒武纪的早期海绵动物没骨针，保存潜力相对较小，也很难从化石记录中辨别出来。

新发现一类海绵动物化石

近年来，袁训来团队对石板滩生物群进行了大规模的化石挖掘，新发现了一类大型的海绵动物化石，命名为“螺旋网格海绵”。螺旋网格海绵的发现填补了海绵动物早期演化的空缺，提供了早期海绵动物的重点化石证据。该成就由中国科学院南京地质古生物研究所、英国剑桥大学、美国弗吉尼亚理工大学的科学家组成的国际合作团队一同完成。

螺旋网格海绵化石的发现，是研究团队对石板滩生物群进行长期的艰苦挖掘和系统研究的又一要紧成就。石板滩生物群产出层段的薄层灰岩中不只保存有多姿多彩的埃迪卡拉型化石，也保存了很多的动物遗迹化石和其他动物的实体化石。如最早的动物足迹化石，发表在2018年的《科学进展》杂志上；最早的具备运动能力的两侧对称动物夷陵虫，发表在2019年的《自然》杂志上。

早期海绵可能没生物矿化骨针

袁训来介绍，此次新发现的螺旋网格海绵，具备与六放海绵类似的形态特点：如辐射对称的锥形身体、底部的盘状固着结构、可能的中央腔和推断的出水孔。除此之外，螺旋网格海绵的表面由规则的方格组成，这类方格可以被细分为四个形态相同的次级方格，次级方格又可以进一步被细分。这种特殊的方格结构在一些典型的古生代六放海绵中也存在。它们形态和结构很类似，区别在于螺旋网格海绵的网格是由有机质组成，而在古生代海绵化石上则是由矿化骨针组成。此次研究觉得，螺旋网格海绵化石可能代表了一种不具备矿化骨针的早期海绵动物。为了进一步检验这一讲解，研究团队构建了一个包括各种现生动物和化石动物的形态数据矩阵，并进行了严格的系统发育剖析。结果显示，螺旋网格海绵化石是冠群海绵，并且与六放海绵亲缘关系接近。

螺旋网格海绵化石的发现，表明前寒武纪确实存在非生物矿化的海绵动物。这一发现提示研究职员不可以完全以现生海绵作为蓝本去探寻前寒武纪海绵化石，由于早期海绵可能没生物矿化骨针，并且可能不拥有现生海绵的所有特点。该发现也表明，在六放海绵早期演化经历中，可能存在一个以有机物构建网状骨架的阶段，直到进入寒武纪将来才获得生物矿化能力，把矿物添加到已有些有机质骨架之上，形成复合的矿化骨针组成的骨架。

前寒武纪-寒武纪界线前后的生物群落面貌曾被觉得是天差地别。埃迪卡拉纪是形态奇异且亲缘关系未知的埃迪卡拉生物群主宰的年代；而到了寒武纪，每个现生动物门类接踵而出，大家熟知的现代海洋生态系统才得以打造。螺旋网格海绵的发现，连接了埃迪卡拉生物群和寒武纪生物群，也表明埃迪卡拉生物群或许和现生动物之间有某种直接的演化关系。一位业内专家评论：螺旋网格海绵可能是理解动物演化的“罗塞塔石碑”（古埃及托勒密王朝著名石碑，解析出已经失传千余年的埃及象形文之意义与结构，而成为研究古埃及历史的要紧里程碑）。

记者/陶韬 通讯员/盛捷

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