研究发现最早的宏噬捕食行为的直接证据

近日，中科院院士、西北大学教授舒德干团队与中国地质大学(北京)欧强团队合作，在新出版的《创新》(The Innovation)上以研究报告的形式报道了目前已知最早的宏噬捕食行为的直接证据。

论文报道了寒武纪早期澄江生物群(距今约5.2亿年)发现的一种稀有珊瑚类化石——“优雅迺莲海葵(Nailiana elegans)”，属名“迺莲(Nailiana)”，其具有莲花状的外形。

欧强介绍，该属种的整体形态接近现代海葵，其顶部边缘有8条修长、光滑的触手，环绕着中央的口部;圆柱状躯体内部有原始的消化循环腔;躯干表面纵纹指示了内部隔膜的存在。

此篇论文报道了10余枚迺莲海葵标本。“其中一枚标本尤为珍贵，重现了迺莲海葵捕食舌形贝类腕足动物的狩猎场景。”舒德干说。

这个迺莲海葵的触手基部裹挟着一只保存完整的玉案山舌孔贝，两者是捕食与被捕食的关系。

舒德干介绍，现代的舌形贝类腕足动物俗称“海豆芽”，绝大部分时间营底内栖生活，除了顶部三簇环形刚毛微微暴露于海底表面，身体全部隐藏在潜穴中;如受外界刺激，会快速收缩到潜穴深处。因此，现代海葵几乎没有机会捕食舌形贝。

然而，已有研究表明寒武纪的舌形贝类仅肉茎的后部埋入海底软泥中，犹如摇曳的“风筝”在海水中滤食。因而，相比现代海葵而言，寒武纪迺莲海葵捕食到舌形贝类腕足动物的概率大大增加。

海葵等现代刺胞动物绝大多数通过剧毒的刺细胞进行捕食。它们不会主动出击，而是采取“守株待兔”的捕食策略。海葵通常像一朵朵绽放的银莲花，细长的触手随洋流缓缓摇曳;而小型猎物一旦触碰到海葵触手，后者表面密布的刺细胞就会万箭齐发，瞬间麻痹并毒杀猎物。

“我们推测，迺莲海葵很可能也利用触手表面的刺细胞进行捕食，且这种高效的捕食方式一直延续至今。” 舒德干说。

分析结果显示，迺莲海葵是刺胞动物门珊瑚纲(六射珊瑚+八射珊瑚)的一个原始分支。研究人员由此推断珊瑚类的祖先类型可能为八辐射对称、单体、无外骨骼的水螅型，营固着底栖的捕食生活;而珊瑚类的群体生态、骨骼系统及其他对称性则是后期演化而来。

舒德干指出，通过吞噬获取营养是动物的本质特征之一。吞噬捕食行为首先出现于单细胞的原生动物——约7亿年前原生动物用于防御的矿化外骨骼化石是已知最早的微噬捕食的间接证据。多细胞后生动物最早可能通过体表渗透或过滤的方式获取营养;而更复杂、能耗更高的宏噬捕食理论上出现时间更晚——埃迪卡拉纪最晚期(距今5.5亿年)出现的后生动物外骨骼是已知最早的宏噬捕食的间接证据。寒武纪最早期小壳化石中出现的有吻突类蠕虫及毛颚类动物(距今5.35亿年)提供了宏噬捕食的更多间接证据。

“该论文报道的迺莲海葵吞噬腕足动物的化石记录(距今5.2亿年)，展示了目前已知最早的宏噬捕食行为直接证据。”舒德干说，“也让我们得以窥探到寒武纪海洋生态系统食物网的一个真实场景。”

论文指出，寒武纪早期动物的宏噬捕食行为已经非常普遍。以澄江生物群为例，刺胞动物、鳃曳动物、叶足动物等诸多动物门类已演化出千奇百怪的“武器装备”，以提高捕食效率。捕食者与猎物之间生死攸关的“军备竞争”，无疑增加了各类群动物的形态多样性。宏噬捕食行为不但加剧了选择压，还可能加速了寒武纪早期动物门类的涌现，从而成为寒武纪生命大爆发的激发因素和主要驱动力之一。从后生动物外骨骼出现到澄江生物群爆发的3000万年间，寒武纪海洋生态系统已建立起与现代海洋生态系统类似的复杂食物网。(张行勇)

关键词： 5 2亿年前海葵 海葵 宏噬捕食行为 寒武纪