科学家在白垩纪琥珀中发现内寄生海洋绦虫

导读 绦虫(Cestoda),俗称绦虫,是扁形动物门中的一个大纲,迄今已描述了约 5,000 种。近日,中国科学院南京地质古生物研究所(NIGPAS)的研究人...

绦虫(Cestoda),俗称绦虫,是扁形动物门中的一个大纲,迄今已描述了约 5,000 种。近日,中国科学院南京地质古生物研究所(NIGPAS)的研究人员与云南大学、德国、英国和缅甸的科学家合作,报告了白垩纪中期克钦琥珀的神秘化石,其年代为大约一亿年前。

这项研究发表在3月22日的《地质学》杂志上 ,不仅提供了第一个绦虫部分身体化石的证据,而且可以说是最有说服力的扁虫身体化石,从而为绦虫早期进化提供了新的信息。

绦虫感染所有主要脊椎动物群体,包括人类和牲畜,几乎存在于所有海洋、淡水和陆地生态系统中。它们的大小各不相同,长度从不足一毫米到超过 30 米不等。绦虫的特征通常是成虫具有头节(抓头)、短颈和由多组生殖器(节片)组成的分段身体。它们的头节通常有钩子、吸盘或钩状触手,帮助它们粘附在宿主的消化道上。大多数绦虫有一个专性寄生生命周期,涉及两个或三个宿主。它们没有嘴或消化道,直接从宿主的肠道吸收营养。

锥虫目是海洋领域最多样化的绦虫类群,是最普遍、最容易识别的海洋鱼类寄生虫之一。锥虫绦虫的特征是头节有两个或四个节,以及独特的触手装置,触手装置有四个可外翻的触手,触手上饰有钩子,作为头节内触手鞘的延伸。它们的幼虫感染多种海洋无脊椎动物(例如甲壳类动物)和硬骨鱼,它们的成虫存在于鲨鱼和鳐鱼的胃和肠道中。

根据宿主化石数据校准的分子钟分析估计,锥虫绦虫可能起源于大约2亿年前的三叠纪/侏罗纪边界附近,但它们自己的化石从未被发现。

“由于绦虫的软组织和内寄生栖息地,其化石记录极其稀疏,这极大地阻碍了我们对其早期进化的理解,”该研究的首席研究员王波说。不过,他补充说,他的团队“报告了第一个绦虫尸体化石”。

研究人员称,这块化石显示出独特的外部和内部特征,与寄生于海洋软骨鱼类(主要是鲨鱼和鳐鱼)的现存锥虫绦虫的触手最一致,包括钩形态。值得注意的是,几乎所有现存的锥虫都是海洋软骨鱼的体内寄生虫。

据报道,从石炭纪鲨鱼粪化石中发现了推测的绦虫卵。然而,第四纪之前唯一被广泛接受的化石记录仅限于在二叠纪鲨鱼粪化石中发现的卵,这表明绦虫和软骨鱼类脊椎动物之间的关系在那时已经建立。尽管已有报道称卵内存在绦虫胚胎,但由于缺乏确认的特征,这一说法值得怀疑。

至于真正的绦虫化石,最古老的推测记录来自拉脱维亚的泥盆纪,当时在盾皮鱼和棘皮鱼上发现了带吸盘的钩环。尽管钩的排列与现存的单殖动物一致,但没有发现其他身体结构。此外,在白垩纪中期克钦琥珀中发现了两个类似吸虫囊蚴的包囊,但没有提供有效的形态学细节来支持这一说法。

同样,在始新世波罗的海琥珀中发现的假定的杆状腔化石也被重新解释为气泡。该研究的第一作者、该研究的博士生罗次航说:“这使得当前发现的扁形动物化石成为迄今为止发现的最有说服力的扁形动物化石。”来自 NIGPAS 的候选人。

这项研究提供了困在琥珀中的海洋内寄生虫的特殊例子,也为琥珀的埋藏学提供了新的线索。

具体来说,研究人员表明琥珀可以保存蠕虫的内部结构。利用高分辨率显微 CT,他们发现了电流的内部。化石具有折叠的纵向结构,似乎围绕纵轴呈螺旋状延伸,并延伸到最前面的部分。这与锥虫内陷的触手一致。同时,无根钩也与锥虫相同。先前的研究表明,内部结构可以像现存形式一样完整地保存下来,但这些研究都集中在节肢动物上。

“我们的研究结果表明,琥珀可以在地质时间尺度上保存绦虫等蠕虫的内部结构,”王说。

除了被困在琥珀中的海洋内寄生虫的显着例子之外,一些格莱氏毛状体和介壳虫若虫也与部分蠕虫化石一起保存在同一琥珀标本中。这清楚地表明了树脂截留时的陆地或陆上环境。此外,许多沙粒均匀地分布在整个琥珀中,表明该化石被埋藏在沙质环境中。此外,之前的证据表明克钦琥珀是在近岸环境中沉积的。

绦虫在琥珀中沉积的一种可能情况是,其软骨鱼类宿主被潮汐或风暴搁浅。在这种情况下,宿主就会被高级陆地捕食者或食腐动物咬伤。当宿主被捕食者吞下时,触手被拉开,从肠道中脱落,并粘在附近的树脂上。

王说:“我们的研究进一步支持了克钦琥珀可能沉积在近陆古环境中的假设,也凸显了琥珀研究在古寄生虫学中的重要性。”

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