来源|云南大学古生物研究院、科学网、学术会议资讯、iplants、学之策等
8月1日,云南大学古生物研究院传来喜讯,云南大学博士毕业生张光旭(第一作者)和导师马晓娅研究员(共同通讯作者),与英国牛津大学Luke Parry副教授(共同通讯作者)和布里斯托大学Jakob Vinther博士(合作作者)共同合作,在《Science》杂志上发表了关于新软体动物 “多刺世山虫” 的重大研究成果。这项跨越五年的研究,不仅为探索软体动物的起源提供了新的视角,也标志着张光旭在科研道路上的华丽转身。
张光旭,1993年出生于湖北省荆州市的一个普通工人家庭,他从小就对古生物学产生了浓厚的兴趣。
张光旭高中选择文科,也是因为他的文科综合成绩较好,以此考入自己理想院校的可能性更大。况且,许多招收地质学和考古学专业的大学都是文理兼收。
可惜的是,张光旭高考失利,进入新疆财经大学学习行政管理。张光旭不忘初心,从进校第一天起,他便开始准备跨专业考研。原本目标院校是中国地质大学(武汉),但未能录取,被调剂到云南大学古生物研究院。
自2017年起,他开始研究粗纹岗头村虫,并于 2022 年在《英国皇家学会学报 B》发表成果。随后,他又在2019 年发现了 “多刺世山虫”,历经数年潜心研究,终于在2024 年 8 月 1 日,将这一成果发表于《Science》。
研究横跨5年,投稿过程也是一波三折。
,起初,张光旭他们投的是Nature,但很快被拒绝;接着又投了Nature Ecology & Evolution,再次被拒稿。
抱着最后一试的心态,他们在2月底又将这篇文章投给了Science。不到10天,张光旭便收到了回信,顺利进入第一轮审稿。
6月末,张光旭等来了Science的接收信,Science审稿人对这项研究工作给予了高度评价。
研究中,张光旭利用反射变换成像技术,成功复原了世山虫的三维结构,并发现了其独特的足部和刺状结构。这一发现不仅挑战了传统软体动物分类,还揭示了寒武纪早期生物多样性的复杂性。
研究团队在云南省东部5.14亿年前的寒武纪关山生物群中发现和报道了一个新的寒武纪软体动物,并命名为“多刺世山虫(Shishania aculeata)”。多刺世山虫的标本仅有几厘米长,身体扁平,两侧对称,呈椭圆形,无壳(类似于今天的蛞蝓),但其身体背部密密麻麻地覆盖着由几丁质构成的小尖锥骨片,腹面光滑,具有宽大的、肌肉发达的足部 (图一和二)。
图一:寒武纪多刺世山虫(Shishania aculeata)化石标本
图二:寒武纪多刺世山虫(Shishania aculeata)的多方位复原图
多刺世山虫标本最早由张光旭于2019年3月在云南省富民县首次发现。这些标本乍一看并不起眼,他最初将其称为“塑料袋”,因为它们看起来像腐烂的小塑料袋。但随着研究团队对这些化石进一步分析,研究团队很快惊喜地发现这些不起眼的化石标本是非常稀有的、保存了软躯体的寒武纪软体动物。
今天的软体动物是动物界第二大门,有八万多个物种,形态极其多样,包括蜗牛、河蚌、海螺、乌贼等物种。这种形态的多样性和差异,为科学家了解软体动物的起源和早期演化带来了巨大挑战,尤其是关于其生物矿化的壳的来源等重大科学问题一直存在很多争议。软体动物在寒武纪早期迅速辐射演化,因此寒武纪软体动物化石,特别是保存完好的软体动物化石,可以为了解软体动物的起源和早期演化提供重要的直接证据。然而,软体动物身体柔软,容易腐烂,很难形成完整的化石,在寒武纪也极为稀少,因此保存了软躯体的完整寒武纪软体动物化石极为罕见。因此,保存了精细解剖构造的多刺世山虫的发现为理解软体动物及其冠轮动物(如环节动物、软体动物、苔藓动物和腕足动物)的早期演化提供了重要信息。
系统发育分析显示多刺世山虫为一个干群软体动物,表明软体动物的祖先应是扁平的,且背部布满了密集的中空几丁质骨刺。同时,该团队通过运用一系列先进的成像和分析技术,揭示了锥形刺内部的微观细节,表明这些刺由一些微小的管道系统构成(图三),直径不到百分之一毫米,这种分泌硬质部分的方法与环节动物的刚毛的生长方式一致,证明不同冠轮动物中的硬质结构(例如刚毛和生物矿化的壳)都具有一个共同的起源。
多刺世山虫是最早的保存了软躯体的软体动物之一。它的发现和研究为了解软体动物的早期演化提供了重要的新证据和理论,有助于理解软体动物在寒武纪大爆发期间的快速多样化过程。这个新发现也突显了云南省寒武纪岩石中特异保存的软躯体化石的重要性,新的技术和方法可以帮我们不断揭示这些早期动物的秘密,为理解动物演化的早期阶段提供重要线索。
该研究项目得到云南省科技厅云南大学“双一流”建设联合专项重大项目(202301BF07001-021)的资金支持。
很难想象,一作发science的张光旭,其实最开始是个文科生,求学之路走得相当曲折。
在接受中国科学报的采访时,张光旭形容“自己是个“倔人”,一旦认准了一件事情,便会不管不顾向前冲,兵来将挡,水来土掩。”
“我幻想下辈子化身为一只蜗牛,简单而悠闲。蜗牛背着自己的家慢慢爬,只需找到一片叶子便能果腹,遇到同类也可以安然结伴(多数蜗牛为雌雄同体)。这种生活无忧无虑、淡然处之,不为焦虑困扰。即便偶尔爬上水泥地而不幸遭遇大脚,被踩死也就一了百了,不必忧心忡忡。在忙碌、充满压力的现实生活中,这种佛系状态或许值得借鉴,从而寻得内心的一份宁静。”
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