科学家通过侏罗纪化石形态分析揭示棘头动物门起源

动物界包含30余个门级分类单元。迄今为止，人类对少数门级类群的起源知之甚少，棘头动物门便是其中之一。棘头动物门已建立200余年，但起源问题尚不清楚。

近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生罗慈航在研究员王博的指导下，联合国内外科研人员，探讨了约1.6亿年前产自内蒙古道虎沟的棘头虫化石——侏罗虫。这一研究填补了棘头虫的演化空白，为剖析棘头动物门的起源之谜提供了实证。

棘头虫是海洋和陆地生态系统中常见的体内寄生蠕虫，能够感染人、猪、犬、猫、鱼等动物。同时，棘头虫也是重要的医学寄生虫。棘头虫典型的特征是其蠕虫状的外形和可外翻的吻突，吻突上有成排的倒钩，用于附着在宿主的消化道内。

长期以来，棘头虫被认为是独立的门即棘头动物门。由于棘头虫的身体构型高度特化，其系统分类位置存在较大争议。加之，棘头虫是体内寄生虫，较难保存为化石。此前，唯一的化石记录是晚白垩世鳄形动物粪便中4枚疑似棘头虫卵。

蠕虫化石研究聚焦于古生代标本尤其是寒武纪化石。中生代蠕虫化石虽有不少标本，但年代较新而被认为缺乏门类起源等关键演化信息，进而长期以来被忽视。同时，中生代蠕虫往往个体微小、身体结构趋同、分类特征不清，多属于疑难化石。因此，中生代蠕虫鉴定要求高、研究难度大，是领域内颇具挑战性的难题。

此次新发现的棘头虫被命名为道虎沟侏罗棘头虫（简称侏罗虫）。研究人员借助扫描电镜、能谱分析等方法对侏罗虫进行解剖学研究发现，它的身体整体呈纺锤形并分成吻突、颈和躯干三部分。

侏罗虫的吻突具硬化的、略向下弯曲的刺。侏罗虫身体上约有32对仅延伸至身体一小部分的纵毛列，类似的结构亦常见于现生棘头虫。侏罗虫的吻突中央保存了消化道，但躯干整体未发现明显的消化道；侏罗虫身体末端有一个类似现生棘头虫雄性交合伞的结构。

侏罗虫最奇特的特征是其位于躯干最前方的颚器。颚器整体向前方汇聚，且前部的颚较小，向后逐渐变大，且齿的数量更多。颚器中的齿整体都朝向身体前方，且所有的颚都不超过棘头虫的身体边界。类似的颚器在棘头虫可能的祖先即包含轮虫动物的有颚动物类中广泛存在。

进一步，为确定侏罗虫的演化位置，研究构建出最新的、包含各类现生和化石蠕虫动物的形态数据矩阵，并开展系统发育分析。结果表明，侏罗虫的演化位置位于棘头虫的最根部，是棘头虫的基干类群。

该研究为探讨棘头动物门的起源和早期演化提供了重要线索。侏罗虫展示了棘头动物先前未知的形态多样性和生态特性。棘头虫具钩的吻突和较大的体型表明，棘头虫在侏罗纪可能已演化出内寄生的习性，表明棘头虫可能起源自陆地环境并在侏罗纪已与其他轮虫分化。

同时，虽然分子生物学能够解决一些传统形态学研究难以解决的系统发育关系，但过渡类型的化石在探究动物身体构型革命性演化中仍发挥了重要作用。研究表明，中生代蠕虫化石并不是“研究荒漠”，能够为探讨蠕虫类形态和生态的演化提供证据。

4月9日，相关研究成果在线发表在《自然》（Nature）上。研究工作得到国家自然科学基金和深时数字地球国际大科学计划的支持。