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最早动物寄生现象

作者:迈其生物

来源:科学网

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在自然界中,寄生现象是一种最为普遍的生物现象,然而由于在古生物领域,与寄生虫有关的化石记录十分稀少。


因此,诸如地球上生物之间的寄生关系何时时间开始?最早发生的寄生方式如何?以及在哪些生物之间最早发生等问题,一直困扰着科学界。

 

早期古生物学家通过对壳体化石的研究,发现了一些生物的壳体上存在与寄生相关的印痕或壳体畸形,提出了寄生生活方式在5亿年的生物之间发生的假设。


但这种说法缺少足够的直接生理证据。

 

在滇东地区关山动物群研究中,张志飞课题组发现了大量的舌形贝型腕足动物(课题组将其命名为乌龙箐新圆货贝),代表着5.12亿年前原位生活的腕足动物群落。


这些腕足动物成群密集成层分布,壳体周围保存头发状的刚毛,壳体后端长有绳索状的肉茎,用以将这些壳体锚定在海底。 

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乌龙箐新圆货贝.(1)保存细长肉茎的乌龙箐新圆货贝;(2)附着管状生物的腕足动物个体;(3)附着管状生物的腕足个体复原图。

 

更有趣的是,这些腕足动物的壳体上长满了现代龙介虫状的白色管子。


统计分析发现,这些管状生物沿着壳体边缘向外辐射状排列,与壳体内部纤毛环的分布和血管(脉管)的分布极其一致。


“这表明白色的管状生物前端可能长有触手取食结构,主要窃食腕足动物纤毛环滤食过程中,经由壳体边缘刚毛流入壳体内部的有机食物”张志飞说。

 

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乌龙箐新圆货贝的纤毛环排列与虫管存在的窃食寄生关系:(1-2)壳体内部纤毛环的分布和血管(脉管)复原图;(3-4)管状生物在腕足动物壳体上寄生方向的玫瑰花图

 

更重要的是,这些管状生物以族状结壳的方式,生活在腕足动物壳体表面,并对这些腕足动物的生长造成极大的负荷和负面影响。


张志飞课题组的统计研究发现,这些管虫的附着对腕足动物壳体的正常发育造成很大影响。

 

“相对未感染的腕足动物个体,被固着腕足动物的生物量减少了至少26%。这也是这些虫管与其附着的腕足动物存在明显寄生关系的直接证据。”张志飞说,在腕足动物纤毛环滤食过程中,管状生物通过截获水流中携带的有限颗粒状有机质获取营养,属于偷窃寄生生物(kleptoparasite)。

 


发现“丢失”的生态现象


 

在研究中,张志飞课题组还发现了一个有趣的现象,即这种管虫只附着在乌龙箐新圆货贝这一种腕足动物壳体上,对其它的同期腕足动物,以及其它动物均不发生感染。

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显示白色蠕虫状管虫只附着在乌龙箐新圆货贝壳体边缘,对同期、同地三叶虫不发生感染

 

“这就好比某种寄生虫,只寄生在某种人身上,而从不寄生其他种族的人类。”张志飞说,这种专性寄生虫现象在目前的自然界中并没有发现。


换句话说,这种生态现象已经“丢失”了。

 

据悉,这也是国际范围内首次发现地球上最早的专性寄生关系,从而论证了专性偷窃寄生是地球上消失的最早寄生关系。

 


将包壳现象出现时间前推3000万年


 

此外,课题组在研究中还发现,这些管状壳体生物附着在乌龙箐新圆货贝上,是通过自身分泌物形成壳体,从而加速大量繁殖,将附着的动物壳体进行覆盖,这种现象属于典型的包壳现象。

 

“简单的说,所谓‘包壳’,就是在一种动物壳体被另一种动物分泌的壳体所覆盖的生态现象。”张志飞表示,这种现象与在现代有铰类腕足动物群落中大量存在,并具有较大的相似性。

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5.15亿年前(寒武纪第4期)滇东海盆舌形贝腕足动物支持的底栖动物群落恢复,显示出与现代海洋底栖动物群落具有极大的生态相似性,包括底栖、固着、包壳、寄生等生态现象。

 

此前的化石发掘显示,这种广泛的包壳现象化石广泛出现是在奥陶纪,此次发现将这一现象出现的时间前推到寒武纪早期,从时间上计算,至少提前了3000万年,同时表明了地球现代底栖生态系统起源于寒武纪大爆发期间。(陈彬)