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几丁虫是数亿年前的海洋霸主它们为人类寻找油气资源立下汗马功劳

2020-09-17 11:22:58来源：科技日报

当我们挖开5亿—3亿年前的海相沉积岩，随便掰一块，其中可能就会有成千上万个几丁虫化石。

它们小到肉眼几乎看不见，却是数亿年前的海洋霸主。如今，它们安静地沉睡在岩石中，在年代地层和生物地层对比中发挥着重要作用，为人类寻找油气资源立下汗马功劳。

但是，自1931年被首次报道以来，关于这类小虫的生物学属性就一直争论不休，未有定论。

9月2日，科技日报记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，该所副研究员梁艳与中外同行合作，对几丁虫的生物学属性开展研究，并取得新的认识。相关研究成果已在国际地学期刊《地质学》在线发表。

如何获取食物如何排便，还没有定论

几丁虫是生活在奥陶纪至泥盆纪(4.8亿—2.6亿年前)海洋中的微体生物，它形同瓶瓶罐罐，身长只有几百微米，外面是辐射对称的有机质壳体，里面是柔软的身躯，与其他生物不同的是，它有一个独特的口盖或口塞封闭身体，就像大海中的漂流瓶。

过去，有的科学家猜测它与纤毛虫、有孔虫类似，是一种原生动物。“与足虫、纤毛虫、鞭毛虫、有孔虫相比，它们确实长得很相像，但是这几种虫都没有几丁虫那样的口盖或口塞。”梁艳说，这个盖子和塞子也让科学家非常不解，“几丁虫这种完全封闭的壳体如何从外界环境获得食物，又是怎样向外排出排泄物，还没有定论”。

随着1963年一批像虫卵的标本问世，又有科学家认为它是某种后生动物的卵或卵囊。几丁虫在地层当中是非常容易获得的一类生物化石。然而，科研人员却从来没找到幼年几丁虫个体，更没有见到生殖标本，于是认为它是某一类未知浮游动物卵。直到现在，这还是主流学说。

但是，这些猜测均没有有力证据，反而引发多重争议。

近年来，梁艳与国内外同行合作，就几丁虫的生物学属性提出了新的看法。“我们通过研究331枚保存完好的几丁虫化石，发现它的形态变化很明显，都是从矮胖逐渐变成了瘦长。刺饰也是连续变化的，从口部的简单刺到中部的多根刺再到底部的丛状刺，越来越复杂。”梁艳告诉记者，这意味着几丁虫是纵向生长的，这一现象与几丁虫为卵的学说相去甚远。

为了进一步探索几丁虫的身份，科研团队收集整理了前人发表的57属378种几丁虫的最大最小壳长比，以及6门10纲45种水生无脊椎动物卵的大小。对比结果显示，几丁虫不是无脊椎动物的卵。“我们认为，几丁虫是一类独立的古海洋微体生物。”梁艳说。

显微镜下，几丁虫的生殖过程就像挤牙膏

在收集到的几丁虫化石中，科研人员注意到有一些长相非常古怪。

科研团队采用近红外显微成像、显微CT、双束电子扫描和场发射电子成像等多项技术手段，在数百枚化石中发现，过去被人当作畸变的特异标本，其实是几丁虫生殖瞬间的定格。

在显微镜下观察这些微小化石，几丁虫的生殖过程就像挤牙膏：首先，一个形态相同、个体略小的幼体会从母体底部冒出头来，当幼体在母体内长出外壳后，就与母体脱离，母体底部的“洞”则慢慢回缩消失。有的几丁虫一次生一只幼虫，有的一次生一串。这两种生殖方式与出芽和横裂生殖分别具有一定的相似性，但又有明显不同。

梁艳说，其实从1937年开始就有科学家发现了这类珍贵的标本。但因为当时缺乏技术手段，再加上标本数量太少，这些标本被当成了畸形的、变异的标本来处理。

科研人员还发现，几丁虫幼体的底部都有一个洞。“这个构造也很重要，以前的标本里都没有这个洞。”梁艳表示，这表明，几丁虫在生殖过程中可以与外界环境进行物质交换，直到下一次生殖，类似于蛇、熊等生物冬眠。

“我们研究了几丁虫的超微结构和生殖方式，并结合几丁虫呈辐射对称壳体的形态特征、广泛的古地理分布和生态分布、较为显著的种内差异，判断几丁虫更可能为一类独立的原生生物，而非后生动物的卵或卵囊。”梁艳告诉记者，弄清几丁虫的生物学属性，对年代地层和微体生物进化研究具有重要作用，“它帮助我们找油找矿，但我们却不知道它是什么。这次取得的进展对后续开展生物地层学研究、生物多样性研究有非常重要的意义”。

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