科学家发现最早的动物蜕皮行为

(记者熊，见习记者迟寒)有些动物在生长过程中会蜕皮，包括泛节肢动物和亲吻动物(如拖鳃动物、被膜动物和移动的亲吻动物)。几天前，西北大学早期生命与环境创新研究小组的研究员韩健和他的博士生王登等人发现了最古老和最直接的动物蜕皮证据，将动物蜕皮从5.19亿年前提前到5.35亿年前(最早的寒武纪)。相关的结果发表在7月10日的《皇家学会学报:生物科学》上。

韩健告诉《中国科学》，科学家通常通过几条线索推断化石记录中动物的蜕皮行为。首先，一个完整的蜕皮化石应该包括甲壳质外骨骼和软组织(如消化道)，而蜕皮化石既没有任何内部软组织，也不是通常完整的，没有口鼻，只有外骨骼具有强烈扭曲和不完整的表面。此外，将会有两层形状和大小基本相同的外骨骼在将要蜕皮的化石动物中同时分离。

之前发现的最早的动物蜕皮化石记录可以追溯到5.19亿年前的前寒武纪澄江生物群中的泛节肢动物，以及其他几种体长通常超过1厘米的大型动物。由于澄江生物群有大量的蜕皮动物，韩健不禁怀疑在更接近寒武纪底界的宽川铺生物群(约5.35亿年前)中是否能找到更原始的蜕皮动物祖先。

这一次，陕西省汉中市西乡县大河镇张家沟剖面寒武纪宽川铺生物群研究小组的最新发现表明，个体微小(毫米级)且外骨骼柔软的亲吻动物也会蜕皮。

他们发现了一些直径约0.5毫米、长约2毫米的近似圆柱形的亲吻动物化石。这些动物的正常体表通常有许多向外和向后尖的针状骨板，这可以保护动物的身体免受伤害，并便于动物在软沉积物中钻孔。然而，研究人员在扫描电子显微镜下发现，单个长圆柱形化石表面的多刺骨板毫无例外地指向内部。

这种保存状态不是由于蠕虫的腐烂和退化或在身体运输过程中与沉积物的意外摩擦造成的，而是由亲吻动物的另一种蜕皮方法——反向蜕皮造成的韩健说。

反向蜕皮过程类似于蛇。首先，旧的外骨骼太小，不能限制蠕虫身体的生长或伤害，需要更新。然后，新的外骨骼在旧的外骨骼下生成并彼此分离。最后，蠕虫的身体在沉积物上钻孔，旧的外骨骼被沉积物堵塞，不断翻转，与身体表面完全分离，形成反向蜕皮。

韩健说寒武纪和前寒武纪生物的一个重要区别是前寒武纪很少有钻孔，而生物钻孔在寒武纪之后很常见。人们普遍认为这可能与地球上氧含量的增加有关。氧气水平升高会导致动物活动增加和更强的捕食作用，因此一些动物需要藏在沉积物深处。由于生物的反向蜕皮与钻井行为高度相关，这一发现进一步反映了埃迪卡拉纪至寒武纪过渡时期古环境和生物进化的变化。

相关论文信息:https://doi.org/10.1098/rspb.2019.0791

宽川铺生物群蜕皮化石的扫描电镜照片

宽川铺生物群中接吻动物钻孔的想象图

现代接吻动物的照片