动物“硬骨架”从何而来？ 5亿年前骨片“解”起源之谜

从蜗牛的壳、螃蟹的甲，到人类的骨头——动物的“硬骨架”从何而来？地球上的动物骨骼是如何长出来的？西北大学9月29日公布，由该校研究团队主导的最新研究成果表明，5亿年前的骨片化石里藏着动物最早由上皮组织控制骨骼生长的证据，刷新了人类对早期动物的认知。

开腔骨骨片上多边形有机质框架结构包覆在磷酸盐化内核上，同时被磷灰石质外模包围，透射电镜能谱分析揭示多边形结构以黏土矿物保存。（图/中新网）

据介绍，目前已知最早的动物矿化骨骼记录来源于约5.6亿年至5.2亿年前的寒武纪大爆发时期，地球动物很可能在此时获得了各种矿化能力。寒武纪早期的骨骼化石材料虽然不同程度地保存了较为精细的壳体形态，但这些材料并未保存细节证据。早期动物骨骼是否和现代动物骨骼一样，由上皮组织或者结缔组织控制形成，亟待新材料的发现和创新理论的提出。

团队对来自中国华北板块寒武纪早期猴家山组的开腔骨化石开展了系统研究。通过对大量大小仅300微米化石骨片的研究分析，发现这些骨片上存在大量以黏土矿物保存的多边形结构，如同“蜂巢”一般包覆整个开腔骨骨片。

通过和现生贝壳对比，团队认为这些开腔骨骨片化石上的多边形结构与软体动物的有机质框架结构在起源、分泌方式上类似，两者的形成受控于表皮细胞，都发育有细胞间的棱状和柱状结构，其矿化骨骼与现代软体动物一样也形成于这些多边形有机框架中。

研究认为，疑难动物化石开腔骨类内部的空腔属于表皮细胞包围形成的真体腔，这就意味着，5亿年前的开腔骨化石具有现代真后生动物以表皮细胞形成上皮组织，进而控制外部骨骼矿化的能力。

寒武纪开腔骨化石上皮组织多边形网状结构及其显微结构的发现表明，此次用于研究的寒武纪疑难化石隶属于一种真后生动物。

据了解，此次的研究成果揭示了寒武纪大爆发期间动物矿化显微结构的复杂性。代表真正的与矿化结构相关的上皮组织在寒武纪大爆发期间的首次发现，表明在寒武纪大爆发早期，即使一些比较低等的疑难动物，已经具有形成类似于现代高等动物复杂矿化骨骼的能力。

编辑：赵柄楠