2月中国科学家Nature封面文章

　　

生物通报道：昨天出版的Nature杂志的封面上是一张5亿多年前的叶足动物（lobopodian）：仙掌滇虫（Diania cactiformis）的化石图片，这项由西北大学早期生命研究所，德国柏林自由大学等处获得的最新成果对于揭开节肢动物的起源之谜具有重要意义。

文章的通讯作者是西北大学早期生命研究所青年教师刘建妮博士，刘建妮博士主要研究领域是寒武纪生命大爆发及其与环境的协同演化相关研究，其他研究人员还包括舒德干教授等人。

据新华网报道，节肢动物门主要包括昆虫类、蛛形类、甲壳类和已经绝灭了的三叶虫类。尽管其形态极其多样，但身体主要由头部、分节的躯干和分节的附肢三个基本单元构成。现在，生物学家和古生物学家已经取得共识，节肢动物门最初应该是由某一类无头、躯干不明显分节、附肢也不分节的称作“叶足动物”的古老蠕虫进化而来的。然而，学者们仍不清楚的是，到底是哪一类叶足动物首先迈出了通向节肢动物演化坦途的第一步？这“第一步”到底是先形成了头部，还是先着手躯干分节，或者先从附肢分节起步？人们都在期待远古化石能给出明确答案。

在这篇文章中，研究人员云南澄江化石库中发现了“仙掌滇虫”（因其外形酷似云南具刺的仙人掌而得名）的叶足动物化石，这种叶足动物虽然没有明确的头，其躯干也没有明显分节，然而其附肢的骨化分节却与节肢动物几无差异。无疑，这种能在远古海底行走的动物“仙人掌”，应该代表着由古老叶足动物向节肢动物过渡的一种关键的珍稀缺失环节。

之前，研究人员曾发现了一种最先出现成对眼睛、因而开始头化，但其躯干和叶状附肢皆未分节的“神奇罗哩山虫”。尽管这一重要发现可能代表了节肢动物与叶足动物之间的某种中间类型，但它只不过是一个旁支，走进了演化的死胡同。于是，现代生物学家依据生命演化中常见的“先主体，后附件”的现象推测，叶足动物门向节肢动物门进化的顺序很可能是“先躯干节化，后附肢节化”。

而这一最新发现颠覆了这一猜测，因为仙掌滇虫附肢的骨化分节与节肢动物几无差异，这说明这种叶足动物就是学界期待已久的曾经淹没在远古历史尘埃中节肢动物始祖。

这一发现提供了节肢动物始祖最初创新“节肢”的真实证据。节肢动物自从拥有了分节附肢，便恰如虎添翼，它们有的跑得更快了，有的跳得更高了，行动更灵巧了，有的甚至还学会将分节附肢改造成极为有效的捕食工具或性选择的得力帮手。从此，这类个头本不十分起眼的族群便在形形色色的生存斗争中获得了极大的优势，成为了世界上物种最丰富的动物类群。

原文摘要：

An armoured Cambrian lobopodian from China with arthropod-like appendages

Cambrian fossil Lagerstätten preserving soft-bodied organisms have contributed much towards our understanding of metazoan origins1, 2, 3. Lobopodians are a particularly interesting group that diversified and flourished in the Cambrian seas. Resembling ‘worms with legs’, they have long attracted much attention in that they may have given rise to both Onychophora (velvet worms)4, 5, 6 and Tardigrada (water bears)7, 8, as well as to arthropods in general9, 10, 11, 12. Here we describe Diania cactiformis gen. et sp. nov. as an ‘armoured’ lobopodian from the Chengjiang fossil Lagerstätte (Cambrian Stage 3), Yunnan, southwestern China. Although sharing features with other typical lobopodians, it is remarkable for possessing robust and probably sclerotized appendages, with what appear to be articulated elements. In terms of limb morphology it is therefore closer to the arthropod condition, to our knowledge, than any lobopodian recorded until now. Phylogenetic analysis recovers it in a derived position, close to Arthropoda; thus, it seems to belong to a grade of organization close to the point of becoming a true arthropod. Further, D. cactiformis could imply that arthropodization (sclerotization of the limbs) preceded arthrodization (sclerotization of the body). Comparing our fossils with other lobopodian appendage morphologies—see Kerygmachela9, 10, Jianshanopodia13 and Megadictyon12—reinforces the hypothesis that the group as a whole is paraphyletic, with different taxa expressing different grades of arthropodization.