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研究发现早寒武世澄江生物群节肢动物腿肢新结构,具有哪些意义? 第1页

  

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谢谢邀请,这个回答有点晚了,一个多星期了,蛮抱歉的

我就是块砖,哪里需要引玉就往哪里搬。


其实题目简介基本已经完成自问自答了,有什么意义?不就是“上肢很有可能是一个普遍存在于早期节肢动物中的结构,而不是甲壳动物及其祖先类群独有的特征。”这句话吗?我思来想去也没发现有什么可以补充的部分。但是,秉持着有邀请就作答,能灌水就灌水的科研精神,我还是恬不知耻地写了这篇回答,简单地为大家补充一点新闻稿语焉不详的地方。

首先,需要介绍的是节肢动物的附肢结构。

一般来说,节肢动物门分为五个亚门:三叶虫亚门、螯肢亚门、甲壳亚门、六足亚门、多足亚门。虽然同为节肢动物,但是不同门类的附肢结构大相径庭。作为原始的节肢动物代表,三叶虫亚门生物拥有名为双肢型的触须后附肢类型,其结构如下示意:

如果这张图不太清楚,那我们可以再换一张图:

简单来说,原始的节肢动物的触须后附肢的结构主要为三个部分:原肢(基节、前基节、底节)、外肢、内肢。内肢和外肢往往分管不同的功能,比如在耸棒三叶虫(Olenoides serratus)这里,外肢上生长有腮丝,用于呼吸;而内肢则多分节,具有爬行能力。

而更为进步的类群,如六足亚门的昆虫纲,这些在陆地上生活的类群则只有单肢型附肢,其示意图如下:

此时,从基节发出的结构只剩下一个部分,在传统的形态学中,这被认为是外肢节退化导致的。以罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)为例,我们可以看到,它的步行足已经明显出现了外肢节的退化与内肢节的特化。

然而这个早期的形态学结论在分子生物学上受到了挑战。2008年,一项有关于跳钩虾属的生物Orchestia cavimana 的基因表达研究显示,甲壳动物的单肢与双肢的划分并不是由退化导致的,而是因为其基因表达抑制了内肢与外肢的分裂,这一结果暗示许多早期的形态学上的双肢型节肢动物并非真正的双肢型,而是由“单肢(uniramous limb)”与“附节外叶(上肢,exite)”组成的特殊结构。而根据功能基因的研究,也认为螯肢亚门的外肢与甲壳亚门的外肢不同源,它们分别来自于不同的节段。这暗示我们,上肢很有可能是甲壳动物所特有的结构。

到这里新闻报道缺失的部分基本就都找到了。简而言之,甲壳动物的双肢型结构并不同于原始节肢动物,而是另一种高度特化的结构,由单肢与上肢构成。然而今天讨论的论文则在其他的节肢动物那里发现了本应该是甲壳动物特有的上肢结构,这说明了早期节肢动物起源的复杂性。

接下来我们看看这篇文章的配图:


化石的物种在这一组图中的第一张有标出,有兴趣的同学可以找一下这些小虫的化石,我在这里就不列出了。可以说,上面两张重建图大家可能看得云里雾里的,不过没关系,重点在最后一张有颜色的图里面。我们先看到粉色的部分,粉色就是上文提到的原肢,而原肢上,长着带有腮的外肢与多节的内肢,这一切都与三叶虫一般无二。然而,在原肢上突然多出了一个红色的小结构——这就是上肢。这个小结构在迷人林乔利虫(Leachoilia illecebrosa)、肥胖林乔利虫(Leachoilia obesa)、刺状纳罗虫(Naraoia spinosa)及异形网面虫(Retifacies abnormalis)四个非甲壳动物物种中同时出现且结构相似,这极大地动摇了上肢的起源位置,毕竟这四个物种被列在Artiopoda和Megacheira两个纲里面,而展现出来的结构却出奇地相似,这说明上肢的起源远比我们想象得要早,也更为重要;而这也使得泛甲壳动物与螯肢动物的分化研究变得更加复杂。

好嘞,我差不多就把新闻报道扩充到这个地步。

下次见!


给大家看看他们CT的复原三维模型

https://www.zhihu.com/video/1406559432696836096 https://www.zhihu.com/video/1406559473049284608 https://www.zhihu.com/video/1406559508278161408 https://www.zhihu.com/video/1406559542507954176 https://www.zhihu.com/video/1406559578909339648 https://www.zhihu.com/video/1406559607871856640




  

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