早寒武世節(jié)肢動(dòng)物已有“母愛”
攜卵的朵氏小昆明蟲化石
“我們都知道節(jié)肢動(dòng)物是產(chǎn)卵的,而且很多海生的或者水生的節(jié)肢動(dòng)物,產(chǎn)完卵以后還不放心,把自己的卵帶在附肢上,以確保它能夠安全地發(fā)展成為一個(gè)完整的個(gè)體。這在現(xiàn)生的節(jié)肢動(dòng)物里非常普遍,而這種現(xiàn)象我們?cè)诰嘟?.4億年前寒武紀(jì)云南澄江生物群的節(jié)肢動(dòng)物朵氏小昆明蟲小小的身體上得到了證實(shí)?!?1月23日,西北大學(xué)早期生命研究所劉建妮教授在2017年國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)上說(shuō),研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)了迄今最早的攜卵行為。
獲得已知最古老的孵育行為的證據(jù)
據(jù)了解,朵氏小昆明蟲隸屬于高肌蟲目昆明蟲科昆明蟲屬,它的身體一般只有4—5毫米長(zhǎng),體表具有兩個(gè)小小的堅(jiān)硬的外殼以抵御外敵。但是由于個(gè)體過(guò)小,還是難免被捕食的命運(yùn),研究人員經(jīng)常在糞便化石中發(fā)現(xiàn)大量它們的殘骸和蹤跡,很顯然它們是掠食者饕餮盛宴的主菜之一。
古生物學(xué)家已經(jīng)獲知,在寒武紀(jì),生物之間的生存競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)開始變得非常激烈和殘酷,“弱肉強(qiáng)食”時(shí)有發(fā)生,并且已經(jīng)變得天經(jīng)地義,自然選擇這一法則在那時(shí)已經(jīng)起到了關(guān)鍵性的作用。海底世界開始變得非常詭異和異常復(fù)雜,危險(xiǎn)無(wú)處不在。那么,那些處在生態(tài)鏈底層,扮演著被捕食者角色的小型海洋動(dòng)物,面對(duì)激烈的生存競(jìng)爭(zhēng),它們是如何巧妙應(yīng)對(duì)和采取策略的呢?
為了在激烈的生存競(jìng)爭(zhēng)中不被淘汰,朵氏小昆明蟲除了大量產(chǎn)生子代以外,還發(fā)展出另一種更高級(jí)的繁殖策略,那就是通過(guò)親代的孵育和保護(hù),最大限度地提高子代成活率,培養(yǎng)和提高其適應(yīng)力和生存力,即育嬰行為。
項(xiàng)目組成員段艷紅博士等發(fā)現(xiàn)有些朵氏小昆明蟲的第6—8對(duì)附肢上竟然攜帶著不同數(shù)量的動(dòng)物卵,其中個(gè)別昆明蟲卵的數(shù)量可高達(dá)50—80枚,這可以解釋為體外攜卵行為,不同于常見的將卵直接排入水中的受精方式。因此,研究人員推測(cè)攜卵行為應(yīng)當(dāng)和孵育行為有關(guān)?!熬褪沁@樣一個(gè)小動(dòng)物,也在盡自己的最大努力來(lái)保護(hù)自己的后代能夠存活下去,在它的附肢上最多攜帶80枚卵,這種現(xiàn)象為育嬰行為的起源提供了化石證據(jù)?!眲⒔菡f(shuō)。
研究成果顯示,寒武紀(jì)這種節(jié)肢動(dòng)物的孵育行為在現(xiàn)代小型節(jié)肢動(dòng)物中經(jīng)??梢砸姷?。寒武紀(jì)以及以后的節(jié)肢動(dòng)物孵育行為的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了寒武紀(jì)早期海洋生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)趨于復(fù)雜。
育嬰行為客觀上解釋了母愛的起源
據(jù)了解,古生物學(xué)家對(duì)古生代動(dòng)物如何繁衍后代知之甚少,該發(fā)現(xiàn)是一種在化石記錄中非常罕見的孵卵現(xiàn)象。同時(shí),因?yàn)楝F(xiàn)代節(jié)肢動(dòng)物的攜卵行為都僅僅局限于雌性個(gè)體,因此攜卵的高肌蟲也應(yīng)當(dāng)是雌性個(gè)體,這些發(fā)現(xiàn)將有助于從形態(tài)上判別無(wú)卵的高肌蟲的性別。
朵氏小昆明蟲的繁殖策略和個(gè)體發(fā)育可能是動(dòng)物適應(yīng)外界環(huán)境的一種對(duì)策,這可能是對(duì)滇東海盆泥質(zhì)基底的一種適應(yīng),有利于提高其受精概率:朵氏小昆明蟲產(chǎn)下大量卵,并且有攜卵行為和孵育繁殖策略,可提高其后代在不穩(wěn)定的寒武紀(jì)海洋環(huán)境及滇東海盆泥質(zhì)基底中的生存機(jī)會(huì)。
這項(xiàng)研究成果表明,節(jié)肢動(dòng)物在寒武系第三階因?yàn)樯鎵毫σ呀?jīng)演化出非常復(fù)雜的行為,這項(xiàng)研究顯示節(jié)肢動(dòng)物的起源時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于寒武紀(jì)第三期。研究成果發(fā)表后,觸發(fā)了古生物學(xué)家在軟軀體化石庫(kù)中尋找孵育行為證據(jù)的熱潮,英國(guó)、美國(guó)以及加拿大的古生物學(xué)家隨后在中寒武世和晚奧陶世相繼發(fā)現(xiàn)節(jié)肢動(dòng)物孵育行為,而我們的發(fā)現(xiàn)目前屬于已知最古老的孵育行為的證據(jù)。
在劉建妮看來(lái),發(fā)現(xiàn)朵氏小昆明蟲攜卵行為的意義眾多?!霸撗芯砍晒粌H具有科學(xué)意義,還具有重要的社會(huì)意義:寒武紀(jì)以及以后的節(jié)肢動(dòng)物孵育行為的發(fā)現(xiàn)從自然科學(xué)的角度闡釋了親代孵育子代的自然行為,從而進(jìn)一步從客觀的角度解釋了母愛的起源?!眲⒔菡f(shuō)道。