棘頭動(dòng)物門（Acanthocephala）沒有復(fù)雜的器官系統(tǒng)，卻以獨(dú)特的生存方式在生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)了一席之地。這類蠕蟲狀的寄生生物用可外翻的具倒鉤的吻突，牢牢鉤住宿主的腸道，廣泛感染魚類、哺乳動(dòng)物甚至人類。
棘頭動(dòng)物門是獨(dú)立演化而來(lái)，還是某個(gè)古老類群的“特化后代”？中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所通過(guò)1.6億年前的侏羅紀(jì)化石“侏羅蟲”，揭開了這一謎團(tuán)。
▲侏羅蟲（a, 化石照片；b, 復(fù)原圖）及與現(xiàn)生棘頭蟲（c）的比較。圖中比例尺為2.0毫米（a、b）和0.5毫米（c）
01
寄生界的“未解之謎”
由于身體構(gòu)型高度特化，棘頭蟲一直被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的門，其系統(tǒng)分類位置一直存在很大爭(zhēng)議。
一些形態(tài)學(xué)證據(jù)支持其與扁形動(dòng)物門、鰓曳動(dòng)物門以及輪蟲動(dòng)物門近緣，而分子系統(tǒng)學(xué)則認(rèn)為棘頭蟲是輪蟲動(dòng)物門中一個(gè)特化的類群。
由于棘頭蟲是體內(nèi)寄生蟲，其化石記錄幾乎為零。此前唯一的線索是晚白堊世鱷魚糞便中的4枚疑似蟲卵。在缺乏身體化石的情況下，人們對(duì)棘頭蟲的起源和早期演化知之甚少。
02
化石破冰
科研團(tuán)隊(duì)在內(nèi)蒙古道虎溝的侏羅紀(jì)地層（約1.6億年前），發(fā)現(xiàn)了一種全新的蠕蟲化石——道虎溝侏羅棘頭蟲（Juracanthocephalus daohugouensis），簡(jiǎn)稱侏羅蟲。
通過(guò)掃描電鏡和能譜分析，科研團(tuán)隊(duì)揭示了其獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)：前端有硬化的具倒鉤的吻突，軀干保留退化的顎器，體型介于自由生活的輪蟲與特化寄生的棘頭蟲之間。
這些特征表明，侏羅蟲正是從輪蟲向棘頭蟲過(guò)渡的“缺失環(huán)節(jié)”。
▲侏羅蟲的掃描電鏡（a）、多元素能譜（b）和碳元素能譜（c）照片。圖中比例尺為2.0毫米
這一發(fā)現(xiàn)不僅填補(bǔ)了棘頭蟲的生活方式與身體結(jié)構(gòu)演化的空白，還挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)認(rèn)知。
侏羅蟲發(fā)現(xiàn)于陸地沉積環(huán)境，暗示棘頭蟲可能最早在陸地生態(tài)系統(tǒng)中演化出寄生習(xí)性，而非此前假設(shè)的海洋環(huán)境。
具鉤的吻突和較大的體型表明，棘頭蟲在侏羅紀(jì)可能已經(jīng)演化出了內(nèi)寄生的習(xí)性，比恐龍滅絕早8000萬(wàn)年。
03
彌合百年?duì)幾h
侏羅蟲的發(fā)現(xiàn)為系統(tǒng)發(fā)育研究提供了關(guān)鍵證據(jù)。
科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)最新的、包含各類現(xiàn)生和化石蠕蟲動(dòng)物的形態(tài)數(shù)據(jù)矩陣，并開展了系統(tǒng)發(fā)育分析。
▲侏羅蟲在有顎動(dòng)物中的系統(tǒng)發(fā)育位置
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若不包含侏羅蟲，尾盤綱輪蟲被視為其他輪蟲的姊妹群，雖與之前的形態(tài)學(xué)研究的結(jié)果一致，但與許多分子生物學(xué)研究結(jié)果矛盾。而加入侏羅蟲后，侏羅蟲成為尾盤綱輪蟲向棘頭蟲演化的過(guò)渡類群，成功彌合了形態(tài)學(xué)研究與系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)研究之間的分歧。
▲利用最大簡(jiǎn)約法分析得出的部分蠕蟲類系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果。當(dāng)形態(tài)數(shù)據(jù)矩陣中包含侏羅蟲時(shí)，侏羅蟲是尾盤綱輪蟲向棘頭蟲演化的過(guò)渡類群（a圖）；在不包含侏羅蟲時(shí)，尾盤綱輪蟲成為其他輪蟲的姊妹群（b圖）
中生代蠕蟲化石為我們了解蠕蟲類形態(tài)和生態(tài)的演化提供了不可或缺的證據(jù)。
生命演化的每一步都是對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)的智慧回應(yīng)，從自由生存到寄生策略，從海洋到陸地，棘頭蟲用1.6億年的時(shí)光書寫了生存的傳奇。
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所
責(zé)任編輯：王穎
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