2026年9月16日,我馆馆长、中国科学院院士舒德干团队再传捷报——地质学系韩健研究员、舒德干院士的博士生何凯悦等联合国内外学者,在Cell子刊《当代生物学》(Current Biology)发表研究成果,从云南澄江生物群中发现步带动物新物种 胶膜玉净虫(Yujingiaglutenotunica)。这件距今约5.18亿年的珍贵化石及研究成果,将作为我馆古生物展区的重要补充内容。

在西北大学博物馆地球馆展厅中,寒武纪澄江生物群的化石标本一直是观众驻足最多的展区之一。这里陈列着舒德干院士团队数十年来从云南昆明周边采集的珍贵标本。若在这些标本中把海星和柱头虫放在一起,很少有人会将它们视为"近亲":一个长着五条腕,在海底缓慢爬行;另一个身体细长,像一条栖息于泥沙中的蠕虫。二者形态迥异,却同属"步带动物"(Ambulacraria)这一演化支系。该支系包括棘皮动物门(海星、海胆、海百合等)和半索动物门(柱头虫、头盘虫等)。1881年,俄国动物学家梅契尼科夫依据胚胎发育的相似性首次将二者联系起来,但该观点长期存疑,直至1998年分子系统学研究从基因层面佐证了近缘关系,步带动物支系才重新获得学界公认。
概念尘埃落定,新的难题随之浮现:步带动物的演化源头在哪里?共同祖先究竟长什么样?百余年来,关键化石证据匮乏,棘皮动物的五辐射对称躯体与半索动物的蠕虫型身体如何起源,始终是演化生物学的未解之谜。科学家曾普遍猜想,共同祖先可能像文昌鱼和柱头虫一样,是没有触手、靠咽喉过滤食物的小蠕虫。玉净虫的发现,为检验这一假说提供了化石证据。

“我们一共发现4件胶膜玉净虫化石,均来自5.18亿年前云南昆明的澄江化石层,身体全长仅8.5至22毫米。”论文通讯作者、西北大学地质学系韩健研究员介绍,“这些化石没有硬骨骼,却完整保存了圆柱形身体、U型肠道和触手,这在全球早期步带动物化石中非常罕见。它头部上方有6条羽毛状触手,每条布满细小的羽枝和食物沟,用于拦截、收集水中的食物颗粒;下方还有一组光滑的条状触手,可能用于固定身体,营半固着生活。”
论文第一作者、西北大学地质学系博士生何凯悦介绍:“其上部触手舒展、下部躯体圆润,外形与观音菩萨手持的玉净瓶相契合;所有标本均保存一层包裹内脏团的浅色原生薄膜,质地柔软如胶膜,因此中文名定为‘胶膜玉净虫’。”
玉净虫的形态提示:至少在步带动物演化的早期阶段,滤食触手这一取食结构已经出现。用触手抓取食物与用咽喉过滤食物,是两条不同的取食路线,可能分别被不同的后代类群继承。需要说明的是,玉净虫是步带动物演化主干上的早期分支成员,并非共同祖先本身;它为推测祖先形态提供了参照,但尚不足以"推翻"既有猜想,相关问题仍有待更多化石证据检验。
为确定玉净虫的系统位置,研究团队选取100个古今动物类群,逐一比较505项身体形态特征,开展系统发育分析。结果显示,玉净虫位于步带动物家族树的关键节点附近:一侧连接寒武纪已出现的岐须虫类远亲(如爬胃虫、轮盘钵、火炬虫等),另一侧连接海星、头盘虫等现生步带动物。它既保留蠕虫状身体,又具与现代步带动物相似的羽状触手,是已知最接近现生步带动物共同祖先的过渡类型之一。

舒德干院士进一步解读:“触手和鳃裂,就像天平的两端。二者都与进食、呼吸有关,功能有所重叠,演化上可能存在‘此消彼长’的权衡。柱头虫这一支放弃发达触手,发展出多对鳃裂和口索,适应泥沙中的钻洞生活;其余步带动物则舍弃发达鳃裂,专心演化功能多样的触手,最终分化出笔石、海星、海百合等形态独特的类群。”玉净虫保存完好的羽状触手和食物沟,为这一假说提供了形态证据。

作为一所以地质古生物为鲜明特色的高校博物馆,西北大学博物馆始终秉持“收藏—研究—教育”三位一体的办馆理念。舒德干院士领衔的早期生命研究所团队,既是博物馆最核心的科研力量,也是馆藏化石最主要的发现者与研究者。数十年来,从澄江生物群到寒武纪大爆发,从昆明鱼到玉净虫,一件件化石标本从野外走进博物馆的展柜,又从展柜走向公众的科普课堂。

胶膜玉净虫的正式命名与发表,标志着我馆古生物研究名录又添新成员。后续,这件标本及其科学解读将以多种形式融入博物馆的展陈与教育活动中,让更多观众透过这枚小小的化石,感受5.18亿年前海洋生命的蓬勃与奇妙,理解演化生物学的无穷魅力。