迄今最古老層孔海綿化石發現

發布時間：2025-04-05 17:00 原文鏈接：迄今最古老層孔海綿化石發現

層孔海綿是奧陶紀-泥盆紀標志性的淺海造礁動物之一，在礁構建中的作用、生態地位和地理分布方面類似于現代珊瑚。在中奧陶世達瑞威爾晚期，層孔海綿幾乎同時融入熱帶至亞熱帶氣候區的全球礁生態系統。由于受到奧陶紀生物大輻射事件期間海洋生物多樣化的影響，這一時期的著礁生態系統從微生物主導向層孔海綿和珊瑚主導轉變。然而，層孔海綿突然融入礁生態系統引發了一系列科學問題：最早的層孔海綿何時出現？它們如何獲得礦化骨骼？最早的層孔海綿在古生態中扮演什么角色？它們如何成為礁生態系統的重要組成部分？層孔海綿如何在全球范圍內幾乎同時分布并對礁生態系統做出貢獻？這些因為缺少早期層孔海綿的化石記錄而無從得知。

中國科學院南京地質古生物研究所早古生代研究團隊與韓國古生物研究團隊等，在湖北省宜昌市遠安縣發現了約4.8億年前的層孔海綿化石，并命名為嫘祖冠毛層孔海綿（Lophiostroma leizunia sp. nov. Jeon）。這是全球發現的迄今為止最古老的層孔海綿化石。這一發現將造礁的層孔海綿的化石記錄提前了約2000萬年，揭示了早期礁生態系統和生物礦化演化的獨特機制。

以往研究表明，海綿化石骨骼建造要么是碳酸鈣，要么是硅。該研究發現，嫘祖冠毛層孔海綿通過氟磷灰石構建骨骼，這在整個海綿類中尚未見過。這一新發現確立了多孔動物門，這是第一個已知的利用硅、碳酸鈣和磷酸鈣三種主要生物礦物質的后生動物門。早期層孔海綿骨骼中磷酸鹽的存在，拓展了人類對早期動物生物礦化能力的認知，表明早期海綿可能具備多樣化生物礦化策略所需的遺傳能力。

進一步，研究顯示，嫘祖冠毛層孔海綿形成復雜的礁結構，在框架構建和結合其他造礁生物組分如鈣微生物、石松海綿、瓶筐石、棘皮動物等方面發揮了關鍵作用。這些早期的層孔海綿建造的礁結構的復雜性，可以媲美后來的礁生態系統。

研究認為，嫘祖冠毛層孔海綿可能代表磷酸鹽生物礦化的早期“實驗品”，后來在海洋化學變化的背景下被基于碳酸鹽的海綿所取代。這強調了環境因素在塑造生物演化過程中的重要性。

上述研究推進了科研人員對早期生命演化的理解，為未來研究早期地球環境與生物相互作用提供了新方向，并展示了生物多樣性和生態系統復雜性在約4.8億年前的地球歷史早期階段便已存在，為探討現代海洋生態系統的起源和演化提供了線索。

4月1日，相關研究成果發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。