榔头敲出来的新发现，登上Nature!

编者按：在中国南方的古老岩层中，中国科学院大学（以下简称“国科大”）博士生导师、中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称“南京古生物所”）研究员袁训来团队持锤寻觅，跨越亿年光阴，揭开了“螺旋网格海绵”的神秘面纱。每一次敲击背后，不仅是岩石的碎裂，更是生命奥秘的轻启，照亮了海绵动物早期演化的幽径。汗水与智慧在岩石中交织，国科大人用科研路上十年如一日的坚持，听见了古生命跨越亿万年的低语。

你好！5亿多年前的“海绵宝宝”

海绵动物通常被认为是动物界中最原始的类群，分子钟研究推测其起源时间在距今约7亿年前，然而寒武纪之前的海绵化石普遍缺失并具有争议。对地球早期海绵化石的寻找和研究，能为我们探索动物起源和早期演化模式提供关键的证据。

近期，国科大博士生导师、南京古生物所研究员袁训来领导的早期生命研究国际合作团队，在湖北宜昌距今约5.5亿年前的石板滩生物群中发现了一种埃迪卡拉纪晚期的海绵动物，填补了海绵动物早期演化的重要环节。该成果发表于Nature。论文第一作者为国科大2023届博士毕业生王霄鹏。

论文相关图片

比起人类和人类文明的历史，海绵动物的历史要漫长得多。在演化进程中，它们幸运地躲过了地球上5次物种大灭绝而存活至今。当科研人员通过一系列仪器和现代技术手段对海绵化石进行分析、一点点揭示其起源和早期演化时，却发现海绵化石记录存在长达1.6亿年的空缺，为我们留下了一段扑朔迷离的历史——“消失的岁月”。

海绵动物为什么会“消失”约1.6亿年？参与此项研究的国科大博士生导师、南京古生物所副研究员万斌结合过往研究解释说，对于前寒武纪海绵化石记录缺失的解释，主要有两种假说：第一，由于大多数现生海绵具有硅质或钙质骨针，因此研究者假设海绵的共同祖先具有矿化骨针，寒武纪之前距今约6.35亿年至5.39亿年的埃迪卡拉纪海绵化石的缺失，可能是由于当时的环境不利于骨针保存；第二，海绵动物的共同祖先不具有矿化骨针，在分化出主要类群后，各类群才独立演化出矿化骨针，因此前寒武纪的早期海绵动物没有骨针，保存潜力相对较小，也难以从化石记录中识别出来。

论文相关图片

勤勉钻研，追寻“消失的岁月”

在世界各地寻找新的海绵动物化石证据并进行研究，是古生物学家完成生命演化拼图努力的方向之一。而袁训来团队对海绵动物的起源和早期演化研究，已经持续了三十余年。

“你永远都不知道，下一榔头会敲出什么样的新奇化石！”这是袁训来经常挂在嘴边的一句话。化石是地球生命演化的实证，关键演化阶段的化石更是不可多得。这些化石需要古生物学家一榔头一榔头地从石头里面敲出来。

袁训来研究员在石板滩生物群化石采集现场观察标本

自上世纪90年代初期开始研究埃迪卡拉纪庙河生物群（距今~5.6亿年）中的疑似海绵动物，到本世纪初又发现和命名了早寒武世的西递海绵动物群，再到2019年又发现了埃迪卡拉纪晚期石板滩生物群（距今~5.5亿年）中的海绵化石。这一系列重要成果的背后，是数十年如一日与化石打交道的袁训来团队师生持续不断的科学热情、坚持不懈的努力和默契合作的团队精神。

此次新发现的一类大型的海绵动物化石——“螺旋网格海绵（Helicolocellus）”，体长约40厘米，底部有固着的盘状结构，上半部分呈倒置的锥形，整体呈现类似高脚杯的形态。在锥形身体的表面分布有规则的网格状结构，下部的网格状结构呈螺旋排列，故命名为“螺旋网格海绵”。

螺旋网格海绵化石的反射光照片（a）和激光扫描照片（b）

万斌介绍，新发现的螺旋网格海绵表面由规则的方格组成，这些方格可以被细分为4个形态相同的次级方格，次级方格又可以进一步细分。螺旋网格海绵的这种特殊方格结构与古生代六放海绵动物的形态特征类似。它们的不同之处在于，螺旋网格海绵的网格由有机质组成，而古生代海绵化石的网格则由矿化骨针组成。而在前寒武纪-寒武纪界线前后的生物群落面貌曾被认为是天差地别。埃迪卡拉纪是形态奇异且亲缘关系未知的埃迪卡拉生物群（动物）主宰的时代；而到了寒武纪，各个现生动物门类接踵而出，人们熟悉的现代海洋生态系统才得以建立。

螺旋网格海绵复原图

螺旋网格海绵的发现，连接了埃迪卡拉生物群和寒武纪生物群，也表明埃迪卡拉生物群也许和现生动物之间有某种直接的演化关系。这一发现提示研究人员不能完全以现生海绵作为蓝本去寻找前寒武纪海绵化石，因为早期海绵可能没有生物矿化骨针，并且可能不具备现生海绵的所有特征。

“随着研究的深入，螺旋网格海绵可能成为理解动物演化的一个重要里程碑。”袁训来说。

兴趣，开启与古生物学的缘分

有人说古生物学是“冷板凳”，但人们孩童时期的好奇心和古生物研究学者对生命起源和演化的探索都是炽热的。在一代又一代人的接力中，古生物学正逐渐走进大众的视野。

谈及与古生物研究的缘分，作为研究团队中坚力量的万斌说：“我大学的专业是地质学，其中主要的专业课就包括古生物学。当时与古生物学相关的‘澄江生物群’研究刚刚获得了国家自然科学一等奖，在我的心中是既神秘又伟大的发现，从那时起我就对古生物学产生了浓厚的兴趣。巧合的是，在我们的专业课实习中，一个重要的剖面就在我家附近。这是我少年时无数次走过的地方，但直到这次实习我才了解了其中的科学背景，领略到古生物学的科学魅力，我想这些也注定了我与古生物学的缘分。”

大学毕业后，万斌被免试推荐到南京古生物所，学习古生物学和地层学的专业知识。跟随国科大博士生导师、袁训来研究员攻读博士期间，他的研究方向是前寒武纪古生物学与地层学，特别是对我国华南一些特异埋藏的早期生命化石库的研究，例如埃迪卡拉纪“蓝田生物群”和早寒武世“西递海绵动物群”。这些也为其后续在海绵动物领域的深入探索奠定了基础。

探究化石里的古生物密码，万斌和海绵动物研究的缘分在延续，和国科大的缘分也在继续。“与我自己学生时代相比，现在的学生专业基础更加全面扎实，独立学习和研究的能力也更加出色。与时俱进，国科大也提供了更加丰富的资源和更先进的技术平台来支持学生的学习和研究。”如今已成为国科大导师的万斌分享道。

作为学校科教融合办学模式的亲历者，结合自己的求学与工作经历，他评价这种模式能够有效提升学生学习专业知识的效率，不管是野外考察、实验室分析，还是综合归纳，都能让学生把书本上学到的基础知识放到科学研究的具体过程中去检验。与此同时，这也为导师提供了更多机会去培养学生，让学生接触第一线的科学研究，在解决科学前沿问题的同时，接受独立进行科学研究的训练，逐渐成长为一个合格的科研工作者。

万斌（左）指导学生王霄鹏（右）进行野外标本采集

探讨，推动解读地球的精彩史卷

2019年的化石采掘现场，工人们打开了新鲜的板面后，看到和之前的发现完全不一样的化石类型的袁训来非常兴奋，他第一反应：这是一个全新的类型，并且极有可能就是早期的海绵。

“看到化石后，我们迅速开会邀请项目组的成员们一起探讨对这类化石的认识，大家表达了不同的观点。袁老师坚持这类化石极可能就是早期的海绵化石，肖书海老师认为其也可以与现代的被囊动物（如海鞘）相类比，而我则认为这类化石虽然更像海绵，但是目前无法排除刺胞动物的可能性。于是大家纷纷围绕自己的观点开始阐述、解释、辩论，甚至到争吵，据理力争到面红耳赤的地步。”万斌回忆道，“但最终我们达成了共识，这类化石最有可能代表了早期的海绵动物。这次讨论的气氛从轻松活跃，到严肃紧张，最后收归于愉快融洽，它见证了我们这一重要发现，也是我们团队日常科研工作的缩影。”

袁训来研究员带领团队野外工作，采集完化石后丰收的喜悦

论文第一作者、国科大2023届博士毕业生王霄鹏回忆起在课题组的过往，团队前往全国各地的采样经历占据了大半。这些宝贵的化石标本采集经验，他从中不仅学到了很多地质学的实际操作技能，而且也加深了对古生物地层学的理解。“经常交流讨论”“氛围开放活跃”是分享时他提及最多的词语。

王霄鹏博士论文答辩，左边为袁训来研究员，右边为万斌副研究员

带着古生物研究的接力棒，王霄鹏继续向前出发。目前，作为南京古生物所特别研究助理、剑桥大学博士后的他正在对纳米比亚地区的埃迪卡拉纪海绵化石进行研究。

看官可有什么想与国晓薇分享的？

投个稿告诉我吧~

投稿邮箱：[e-mail]

观微之光，可明远方

来源/中国科学报 记者沈春蕾

新华社 记者王珏玢

中国科学院南京地质古生物研究所

整理/陆紫琪

美编/李葭萌

责编/张雪雅 黄海诺

点击关注

点赞

分享

在看