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为探究 Rangeomorphs 身体构型演化及早期动物发育调控机制，研究人员对双末端 Rangeomorph——Fractofusus andersoni进行研究。构建其生长模型，发现复杂发育调控机制在埃迪卡拉纪晚期已被运用，为解释动物身体构型演化提供重要框架。
在地球漫长的演化历史中，埃迪卡拉纪（约 579 - 539 百万年前）宛如一颗神秘的 “时空胶囊”，蕴藏着早期动物演化的关键线索。那时，地球上的生命正经历着一场深刻变革，各种动物类群如雨后春笋般涌现。Rangeomorphs 作为其中古老且解剖结构复杂的宏观化石生物，早在 574 Ma 之前便已出现，它们被视作最早的全群真后生动物（eumetazoans），对于理解真后生动物身体构型的早期多样化意义非凡。
然而，此前关于 Rangeomorphs 发育的研究大多聚焦于单末端形式，对双末端和多末端的身体构型了解甚少。这就好比拼图缺了关键的几块，让我们难以完整勾勒出早期动物发育的神秘画卷。不同 Rangeomorphs 之间的形态差异和演化关系也充满争议，如同迷雾笼罩，亟待拨开。此外，动物发育调控机制的起源和演化一直是生物学领域的重要谜题，早期动物如何调控身体构型的形成？这些问题都吸引着科研人员不断探索。
为了揭开这些谜团，来自牛津大学自然历史博物馆（Oxford University Museum of Natural History）、布里斯托尔大学古生物学小组（Bristol Palaeobiology Group）和剑桥大学地球科学系（Department of Earth Sciences, University of Cambridge）的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们将目光锁定在加拿大纽芬兰 Mistaken Point 生态保护区（Mistaken Point Ecological Reserve）的双末端 Rangeomorph——Fractofusus andersoni上。通过深入研究，他们构建了Fractofusus andersoni的生长模型，这一模型成功地解释了不同 Rangeomorphs 之间的形态差异，为理解动物身体构型的演化提供了关键框架。研究还发现，在埃迪卡拉纪晚期，复杂的发育调控机制已经在这些早期分化的真后生动物类群中发挥作用。这一成果发表在《Nature Communications》上，为早期动物演化研究开辟了新的道路。
研究人员在开展研究时，主要运用了以下关键技术方法：首先，他们获取许可后，在 Mistaken Point 生态保护区采集了 100 多件Fractofusus andersoni标本，部分在野外直接研究，部分通过高分辨率石膏铸型和硅橡胶模具在实验室研究。其次，利用恒定面积法对标本进行逆向变形处理，以校正构造变形的影响。最后，运用 R 软件进行数据分析，通过比较不同生长和发育模型的 AICc 值评估模型的优劣，并进行显著性检验。
研究结果
- 形态特征：Fractofusus andersoni的一级分支从中央轴依次衍生，向远端尖端逐渐变短，且由单个小羽片构成。部分标本不完整，至少 15 个标本沿垂直于长轴的线突然终止，部分标本中央轴在破碎边缘外仍有延伸。此外，在保存完好的标本中，两个远端尖端在形态上无明显差异，且多数标本的最长一对分支近似对称分布 。
- 生长关系：研究发现，在 BR5 表面的Fractofusus标本群体中，标本长度与一级分支数量呈线性关系；中央分支长度、最远端分支长度均随标本大小增加而增长，分别可用线性回归和二次多项式回归描述。不过，一级分支上二级分支的最大数量与标本大小无明显关系 。
- 生长模式推断：Fractofusus andersoni的分支具有单轴组织，中央轴可延伸至分支范围之外，可能为匍匐茎（stoloniferous）。其生长过程中，一级分支依次分化并持续膨胀，生长模式在生命周期中发生转变，早期以分化为主，后期膨胀作用更明显，导致叶状体轮廓从较线性逐渐变为菱形 。
研究结论与讨论
通过对Fractofusus andersoni的研究，研究人员得出结论：Rangeomorphs 的生长具有高度确定性和规律性，其发育过程受到严格调控。这一发现表明，早期动物在埃迪卡拉纪就已经具备复杂的发育调控机制，并非此前认为的调控简单。不同 Rangeomorphs 身体构型的差异可通过潜在的发育模式和形态发生原则来解释。例如，通过对Fractofusus和其他 Rangeomorphs 的比较，发现它们在分支分化和生长模式上既有相似之处，也存在差异，这些差异与身体构型的演化密切相关。
此外，研究还发现 Rangeomorphs 的分支形态发生与现生真核生物既有相似之处，也有独特之处。它们能够保留产生新分支轴的潜能，但在大多数情况下受到抑制，这与真核生物分支受局部环境影响的理论相符。然而，Rangeomorphs 的核心分支模式不受环境变化影响，这一点超越了现生和其他已知化石真核生物。
这项研究的意义重大，它为早期动物演化研究提供了新的视角和证据。通过对埃迪卡拉纪宏体化石的研究，我们对动物发育调控机制的起源和演化有了更深入的理解。未来，对埃迪卡拉纪其他宏体生物的研究，尤其是对发育异常现象的研究，将进一步完善我们对早期动物演化历史的认识，帮助我们揭示动物生命多样化背后的奥秘。
