研究表明夾層堆疊的圓柱賦予腕足動物外殼以強(qiáng)度和靈活性。鳴謝:uux.cn/Gaumut，表明CC BY-SA 3.0，夾層北京美女快餐全套服務(wù)[【1662+044-1662】]制服誘惑絲襪、無套吹簫、配合各【1662+044-1662】通過維基共享
（神秘的堆疊的圓度和地球uux.cn）據(jù)eLife：研究人員已經(jīng)揭示了被稱為磷酸鹽殼或舌形腕足動物的小型海洋貝類外殼中生物礦化柱狀柱的進(jìn)化。
今天發(fā)表在eLife評論預(yù)印本上的柱賦足動這項研究，被編輯們描述為基于確鑿證據(jù)對我們理解腕足動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地質(zhì)時期，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，表明北京美女快餐全套服務(wù)[【1662+044-1662】]制服誘惑絲襪、無套吹簫、配合各【1662+044-1662】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礦化產(chǎn)生有機(jī)-無機(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。
其中一個物種是物外腕足動物，它們的殼強(qiáng)上下表面有硬殼(腹瓣和背瓣)。這使它們看起來像蛤蜊，盡管它們沒有血緣關(guān)系。寒武紀(jì)時期腕足動物出現(xiàn)并迅速擴(kuò)散。一個被稱為舌形腕足動物的亞種，由于其輕質(zhì)外殼具有強(qiáng)度和韌性的獨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的，這是早期舌形腕足動物所特有的，”主要作者張志良解釋說，他是中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所古生物學(xué)和地層學(xué)國家重點實驗室和澳大利亞悉尼麥考瑞大學(xué)的教授。
“盡管對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物上。因此，人們對舌形腕足動物如何進(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物家族的化石:原腕足動物科、舌腕足動物科和肢腕足動物科。化石樣品取自中國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物，因此研究小組從詳細(xì)檢查它們的外殼開始。他們發(fā)現(xiàn)微小的柱狀物一個接一個地堆疊在一起，形成了外殼的第二層，這是一種“堆疊三明治模型”這種夾層建筑通過用有機(jī)材料填充柱子之間的空間來增加外殼的韌性、靈活性和抗裂能力——類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)期間舌狀腕足動物廣泛分布的原因。
發(fā)現(xiàn)早期Eoobolidae的柱狀體相對較小，其殼的次生層發(fā)育不良，僅由兩到三個夾層單元組成。這導(dǎo)致約30微米的殼厚度。在后來的Eoobolidae中，夾層單元的數(shù)量增加到10個，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。
與齒顎魚科相比，舌顎魚科具有更發(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到原鰨科的兩倍大。
在所有被研究的寒武紀(jì)舌狀動物中，尖吻魚似乎具有最復(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個夾層單元，導(dǎo)致外殼厚得多，超過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圍更加發(fā)達(dá)。這種發(fā)展使身體的一個稱為假間區(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。在殼的生長過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公共評論，舌形腕足動物外殼結(jié)構(gòu)的早期記錄目前是不完整的。此外，腕足動物中磷酸鹽生物礦化的起源在動物進(jìn)化中仍然是一個更大的謎。
作者表示，因此需要對保存更好的磷酸鹽外殼腕足動物化石以及更古老的祖先腕足動物(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)化的畫面，”合著者，中國西安西北大學(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的繁盛，以及這一腕足類群體持續(xù)繁盛到大生物多樣化事件的原因。”
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