研究表明夾層堆疊的圓柱賦予腕足動(dòng)物外殼以強(qiáng)度和靈活性
來(lái)源：桑間濮上網(wǎng)
時(shí)間：2025-12-05 04:22:33
研究表明夾層堆疊的圓柱賦予腕足動(dòng)物外殼以強(qiáng)度和靈活性。鳴謝:uux.cn/Gaumut，表明CC BY-SA 3.0，夾層武漢江岸外圍工作室（外圍）vx《189=4143》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)通過(guò)維基共享
（神秘的堆疊的圓度和地球uux.cn）據(jù)eLife：研究人員已經(jīng)揭示了被稱(chēng)為磷酸鹽殼或舌形腕足動(dòng)物的小型海洋貝類(lèi)外殼中生物礦化柱狀柱的進(jìn)化。
今天發(fā)表在eLife評(píng)論預(yù)印本上的柱賦足動(dòng)這項(xiàng)研究，被編輯們描述為基于確鑿證據(jù)對(duì)我們理解腕足動(dòng)物柱狀殼的物外作用和進(jìn)化的重要貢獻(xiàn)。
寒武紀(jì)，殼強(qiáng)大約5億年前的靈活一個(gè)地質(zhì)時(shí)期，產(chǎn)生了地球歷史上最激烈的研究予腕生命進(jìn)化爆發(fā)。在此期間，表明武漢江岸外圍工作室（外圍）vx《189=4143》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)一些海洋物種發(fā)展出了生物礦化的夾層外殼結(jié)構(gòu)。在生物礦化中，堆疊的圓度和生物控制的柱賦足動(dòng)礦化產(chǎn)生有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合骨骼——在這種情況下是貝殼——這在這些早期物種的生存和適應(yīng)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
其中一個(gè)物種是物外腕足動(dòng)物，它們的殼強(qiáng)上下表面有硬殼(腹瓣和背瓣)。這使它們看起來(lái)像蛤蜊，盡管它們沒(méi)有血緣關(guān)系。寒武紀(jì)時(shí)期腕足動(dòng)物出現(xiàn)并迅速擴(kuò)散。一個(gè)被稱(chēng)為舌形腕足動(dòng)物的亞種，由于其輕質(zhì)外殼具有強(qiáng)度和韌性的獨(dú)特組合而特別令人感興趣。
“這些品質(zhì)被認(rèn)為是由磷酸鈣和有機(jī)基質(zhì)排列成柱狀單元的堆疊三明治所帶來(lái)的，這是早期舌形腕足動(dòng)物所特有的，”主要作者張志良解釋說(shuō)，他是中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所古生物學(xué)和地層學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和澳大利亞悉尼麥考瑞大學(xué)的教授。
“盡管對(duì)活貝殼和化石貝殼進(jìn)行了廣泛的研究，但大多數(shù)研究都集中在碳酸鹽殼動(dòng)物上。因此，人們對(duì)舌形腕足動(dòng)物如何進(jìn)化出這些柱狀外殼的了解較少。”
為了深入了解生物礦化柱的進(jìn)化和多樣性，張(Z.L. Zhang)及其同事研究了一些最早的舌形腕足動(dòng)物家族的化石:原腕足動(dòng)物科、舌腕足動(dòng)物科和肢腕足動(dòng)物科。化石樣品取自中國(guó)南部陜西南部和湖北西部的寒武紀(jì)2系水井沱組——該地區(qū)被廣泛認(rèn)為是舌形腕足動(dòng)物的起源和早期擴(kuò)散中心之一。
Eoobolidae通常被認(rèn)為是已知最古老的舌形腕足動(dòng)物，因此研究小組從詳細(xì)檢查它們的外殼開(kāi)始。他們發(fā)現(xiàn)微小的柱狀物一個(gè)接一個(gè)地堆疊在一起，形成了外殼的第二層，這是一種“堆疊三明治模型”這種夾層建筑通過(guò)用有機(jī)材料填充柱子之間的空間來(lái)增加外殼的韌性、靈活性和抗裂能力——類(lèi)似于建筑中常用的柱子和鋼筋混凝土。
作者表示，這種高效而經(jīng)濟(jì)的外殼結(jié)構(gòu)可能是寒武紀(jì)大爆發(fā)期間舌狀腕足動(dòng)物廣泛分布的原因。
發(fā)現(xiàn)早期Eoobolidae的柱狀體相對(duì)較小，其殼的次生層發(fā)育不良，僅由兩到三個(gè)夾層單元組成。這導(dǎo)致約30微米的殼厚度。在后來(lái)的Eoobolidae中，夾層單元的數(shù)量增加到10個(gè)，導(dǎo)致外殼厚度約為50微米，但柱狀物本身的大小保持不變。
與齒顎魚(yú)科相比，舌顎魚(yú)科具有更發(fā)達(dá)的殼結(jié)構(gòu)。柱子更大，研究小組觀察到多達(dá)20個(gè)三明治單位。這導(dǎo)致殼厚度大約為70微米。這種較厚的外殼使得舌鰨科可以長(zhǎng)到原鰨科的兩倍大。
在所有被研究的寒武紀(jì)舌狀動(dòng)物中，尖吻魚(yú)似乎具有最復(fù)雜的殼結(jié)構(gòu)。就高度和直徑而言，柱狀體的大小顯示出大約是原鰩科和舌鰩科的10倍。它們也有大約30個(gè)夾層單元，導(dǎo)致外殼厚得多，超過(guò)300微米。
在Eoobolidae和Lingulellotretidae中，研究小組注意到堆疊的柱狀物在它們的底部和腹部外殼周?chē)影l(fā)達(dá)。這種發(fā)展使身體的一個(gè)稱(chēng)為假間區(qū)的區(qū)域升高到殼層之上，為消化系統(tǒng)提供了更大的空間，同時(shí)也為舌鰨科的消化系統(tǒng)提供了一些保護(hù)。
在棘鯛科，這種發(fā)展甚至更加明顯，這可能增加了腹殼的高度和強(qiáng)度。在殼的生長(zhǎng)過(guò)程中建立了一種新穎的體表——小而平的圓錐形。
這些發(fā)現(xiàn)有一些明顯的局限性。例如，根據(jù)eLife公共評(píng)論，舌形腕足動(dòng)物外殼結(jié)構(gòu)的早期記錄目前是不完整的。此外，腕足動(dòng)物中磷酸鹽生物礦化的起源在動(dòng)物進(jìn)化中仍然是一個(gè)更大的謎。
作者表示，因此需要對(duì)保存更好的磷酸鹽外殼腕足動(dòng)物化石以及更古老的祖先腕足動(dòng)物(干細(xì)胞群)的外殼超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行更多研究，以更好地了解這些動(dòng)物的起源、進(jìn)化和生物礦化功能。
“我們所看到的柱狀外殼結(jié)構(gòu)的連續(xù)性描繪了一幅Eoobolida，Lingulellotretidae和Acrotretidae之間可能持續(xù)進(jìn)化的畫(huà)面，”合著者，中國(guó)西安西北大學(xué)教授張總結(jié)道。
“具有堆疊夾層模型的柱狀外殼可能在舌形腕足動(dòng)物的進(jìn)化中發(fā)揮了重要作用。這可能解釋了寒武紀(jì)后半期磷酸鹽殼頂足類(lèi)的繁盛，以及這一腕足類(lèi)群體持續(xù)繁盛到大生物多樣化事件的原因。”
