我国古生物学者证实5.18亿年前的云南虫是地球上最古老的脊椎动物 | {$randkws}热点解读 我国科学家探究察觉

云南虫标本，化石体长3.9厘米（赵方臣 供图）

云南虫生态复原图（赵方臣推动、杨定华绘图）

云南虫化石咽部结构（A）咽部整体图像；（B–E）咽弓的微观结构：咽弓的光学图像：（B）结构示意图（C）单个咽弓的三维X射线CT渲染（D）咽弓内碳质残留物的扫描电镜图像，展示化石保存的蛋白微原纤维形态结构（E）（田庆羿制图）

云南虫演化位置和各类脊索动物咽颅形态较为（从上到下，分别是文昌鱼、云南虫、情绪管理快报后斯普里格鱼、七鳃鳗、鲨鱼）（A）演化树和咽颅形态性状分布及灭绝类群；（B）侧视图；（C）腹视图（田庆羿制图）
（神秘的地球uux.cn报导）据中国科学院南京地质古生物探究所：近期，我国科学家探究察觉，5.18亿年前的寒武纪澄江动物群产出的云南虫，其咽弓具有脊椎动物独有的细胞软骨结构，证实了云南虫是脊椎动物的最原始类群。该成果由中国科学院南京地质古生物探究所朱茂炎探究员领导的“地球-生命操控系统早期演化”探究团队和南京大学地球科学与工程学院姜宝玉教授课题组密切兴办达成，并于2022年7月8日发表在美国《科学》（Science）期刊上。南京古生物所赵方臣探究员以及姜宝玉教授为该成果通讯作者，二人共同推动的博士探究生田庆羿为第一作者，团队曾晗副探究员为第三作者。
在生命演化历程中，人类所属谱系——脊椎动物的演化是最为壮丽的篇章之一。有关脊椎动物起源的难题始终是最吸引人的科学中心。演化生物学家通常依据现生头索动物文昌鱼的特征，推测脊椎动物的祖先是一类具有脊索、背神经管和鳃裂的后口动物。但是，这一假想的脊椎动物祖先始终没有得到化石证据的支撑。
距今约5.05亿年的加拿大布尔吉斯页岩动物群和距今约5.18亿年的中国云南澄江动物群均产有丰富的、保存精美的以软躯体结构为特征的动物化石。其中，1909年就已然察觉的布尔吉斯页岩动物群产出了头索动物皮卡鱼（Pikaia）和基干脊椎动物后斯普里格鱼（Metaspriggina），在澄江动物群中也察觉了含有基干脊椎动物昆明鱼（Myllokunmingia）和分类位置存疑的云南虫（Yunnanozoon）在内的各式脊索动物。这些化石是迄今为止全球上最古老的脊索动物，为揭开脊椎动物起源和早期演化之谜提供了珍贵材料。
各异于具有典型脊椎动物特征的昆明鱼，云南虫形态更接近头索动物文昌鱼，它在脊椎动物起源和后口动物操控系统树上的位置一直存在风波。南京古生物所陈均远探究员等人将云南虫身为最初的脊索动物于1995年在《自然》杂志上发表时，《纽约时报》和《科学周刊》分别以“从云南虫到您”和“通向脊梁骨之路”为题做了专题评述。一文读懂DC电影热点在此之后，陈均远等人在昆明海口区域又察觉了众多云南虫新标本。基于这些标本上更为精细的解剖学结构，他们将云南虫归为原始有头类，觉得其演化位置介于头索动物文昌鱼和脊椎动物七鳃鳗之间。这一成果于1999年在《自然》杂志发表后，在学界掀起了有关云南虫分类位置的大研究。由于各异学者对云南虫保存各异的软体组织详情的阐释存在较大差异，云南虫自1991年首次报导以来被分别归类于脊椎动物、头索动物、半索动物、后口动物干群、乃至原始的两侧对称动物。
云南虫分类位置存在的风波严重作用了这类核心化石对脊椎动物起源的约束作用。针对云南虫分类位置之谜，在常规的形态学探究无法达成共识的状况下，本次探究团队运用三维X射线断层扫描显微镜、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜和透射电镜等各式现代评测技术手段，期盼从微观解剖学结构着手去破解这一谜题。
基于陈均远及其兴办者2003年曾提出云南虫鳃弓或许具有细胞软骨这一重大线索，探究团队对海口区域产出的127块云南虫标本的鳃弓结构开展知晓读，首次在云南虫咽弓上察觉了微纳尺度三维保存的叠盘状细胞结构（stacked discoid structure）和蛋白微原纤维构造（fibrillin microfibril）。叠盘状细胞结构是软骨细胞独特的排列方式，而蛋白微原纤维是脊椎动物软骨普遍的细胞间基质的纤维结构。这两个特征证明云南虫具有脊椎动物独有的、由细胞软骨构成的咽弓，表明云南虫归于原始脊椎动物。
为进一步确定云南虫的具体演化位置，探究团队整合了新近的、含有后口动物和早期脊椎动物化石在内的性状矩阵，并增多云南虫新观察到的性状特征信息，使用贝叶斯算力开展重建计算。确认结局证实云南虫处于脊椎动物谱系的最基干位置，介于尾索动物和其他脊椎动物（含有现生和化石物种）之间。
针对云南虫此前备受风波的夏季2025双11预售，这才是真相第一对咽弓，探究团队在新标本上相当于第一对咽弓的位置上察觉了与后部其他鳃弓一样的叠盘状细胞结构、鳃丝和蛋白微原纤维等构造。所以，云南虫拥有从前到后彼此相似、都具有细胞软骨的7对咽弓。彼此相似的咽弓也出如今另一种寒武纪基干脊椎动物——后斯普里格鱼身上。云南虫相似的7对系列咽弓的察觉，扶持解剖学家们早在19世纪就已然提出的脊椎动物咽弓同源理论假说（Gill Arch Hypothesis），即鱼类的鳃弓是颌弓和舌弓的原型，脊椎动物的颌弓和舌弓跟后面的鳃弓是系列同源构造。也就是説，尽管现生脊椎动物各异位置的咽弓会发育成颌弓、舌弓和鳃弓等形态各异的骨骼，但在脊椎动物演化初期各异位置的咽弓是彼此相似的。
这次探究的另一个重大新察觉是，云南虫的7对咽弓在腹背两端被成对的水平软骨连接，组成了一个相似于篮状的咽颅（咽颅是指脊椎动物头部消化道周围的一组骨片，起到支撑和保护作用，现生脊椎动物的咽颅由颌弓、舌弓和鳃弓等咽弓的骨骼构成）。篮状咽颅是现生无颌类脊椎动物和化石无颌类真显鱼（Euphanerops）的典型特征，但是寒武纪后斯普里格鱼和有颌类脊椎动物的咽颅是由一系列彼此分离的软骨棒组成。后斯普里格鱼的这种咽颅特征引发了有关脊椎动物祖先咽颅形态的风波。呈现更早、位于脊椎动物最基干位置的云南虫咽颅特征扶持了篮状咽颅是更古老的祖先特征。
由此可见，身为现生脊椎动物最古老的近亲，云南虫为揭示脊椎动物的起源和早期演化提供了核心证据，对脊椎动物颌和其他核心特征演化的探索均将形成深远的作用。从另外一个角度来看，该项探究再一次展示了澄江动物群化石具有保存微纳尺度精细生物学结构的潜力。
文章评审人对这项探究如此点评：“这是对科学的重大贡献，将变成古脊椎动物学的一篇核心论文，展示了人们盼望已久的、最可信的解剖结构化石证据，解决了寒武纪干群脊椎动物风波难题。他们所展示的周末最适合读的一句话：生活不会辜负认真的人信息是一个里程碑，在前方的许多年里，即使更高分辨率的探究也难以超越”，“确认这些化石解剖结构的分辨率达到了最先进技术的极限，这是一个里程碑式的岗位”。
该成果得到了中国科学院战略性先导技术专项（B类）、全国自然科学基金委、现代古生物学和地层学全国重点评测室等基金的大力扶持。尤其致谢陈均远先生对这项探究的鼓励和合作。（原标题：细胞软骨的察觉证实五亿年前云南虫是最原始脊椎动物）
论文有关信息：Qingyi Tian, Fangchen Zhao*, Han Zeng, Maoyan Zhu, Baoyu Jiang*, 2022. Ultrastructure reveals ancestral vertebrate pharyngeal skeleton in yunnanozoans. Science, 377(6602), https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm2708.
有关报导：距今5.18亿年！最古老的脊椎动物原来是它
（神秘的地球uux.cn报导）据新华社（采编 王珏玢）：我国古生物学者使用先进的评测技术证实，5.18亿年前的云南虫是地球上最古老的脊椎动物。这是我国化石宝库澄江动物群中诞生的又一位“超级艺人”。该察觉对知晓我们自身所在的脊椎动物谱系起源具有重大价值，有关成果8日刊发在海外权威期刊《科学》上。
在生命演化历程中，脊椎动物的演化是最为壮丽的篇章之一。现代脊椎动物从何而来？最古老的脊椎动物是啥？这些重大科学难题吸引着各国古生物学者的留意。位于我国云南的澄江动物群，保存了众多脊椎动物的祖先类群，科学家们一直对能在其中解开脊椎动物起源之谜寄予厚望。
此次，探究团队使用三维X射线断层扫描显微镜、扫描电镜等各式现代评测设备，从微观结构上重新探究了一类此前分类存疑的动物：云南虫。从形态上看，云南虫有点相似如今的蠕虫，它们身体侧扁，普通只有3至4厘米长。经由对127块云南虫标本的重新确认，探究人员首次在云南虫的咽弓上察觉了极微小尺度上三维保存的叠盘状细胞结构和蛋白微原纤维。这两种精细的显微结构为脊椎动物细胞软骨所独有，证明云南虫是一种原始脊椎动物。
在云南虫身份被“认证”前，学界普遍觉得最古老的脊椎动物是同样来自澄江动物群的昆明鱼。都是日常在5.18亿年前的“同龄”动物，云南虫比昆明鱼“老”在哪儿？领导此项探究的中科院南京地质古生物探究所探究员赵方臣阐释，说云南虫更“老”，是指它具有更多原始特征，更接近脊椎动物的演化源头。比如，昆明鱼已然具有一条位于身体背部的原始脊椎，而云南虫还没有显著的脊椎。
此项探究中，科研团队还经由演化确认方法，进一步卡定了云南虫的精确演化位置。确认结局证实，云南虫处于脊椎动物谱系的最基干位置，介于尾索动物和其他脊椎动物之间。
“云南虫身上的众多原始特征，也许正是进化长河中的核心桥梁，人类或许能从中解开脊椎动物从哪儿来的奥秘。”赵方臣说。
有关报导：虫是人类祖先？江苏科学家揭示云南虫为最原始脊椎动物
（神秘的地球uux.cn报导）据新华日报·交汇点（采编 张宣 实习生 孙广哲）：地球生命经过亿万年演化，有太多奥秘等着被探寻。人们始终好奇，我们从哪里来？祖先究竟是谁？“云南虫可以说是人类的始祖。”中国科学院南京地质古生物探究所（以下简称“南古所”）朱茂炎探究员说，“它是脊椎动物的最原始类群。”
近期，我国科学家探究察觉，5.18亿年前的寒武纪澄江动物群产出的云南虫，其咽弓具有脊椎动物独有的细胞软骨结构，证实了云南虫是脊椎动物的最原始类群。此探究由朱茂炎探究员领导的“地球-生命操控系统早期演化”探究团队和南京大学地球科学与工程学院姜宝玉教授课题组兴办达成，并于 2022年7月8日发表在美国《科学》（Science）期刊上。
云南虫分类位置存疑？学界掀起大研究
在生命演化历程中，人类所属谱系——脊椎动物的演化是最为壮丽的篇章之一，其中最吸引人的始终是有关脊椎动物起源的难题。
文昌鱼是一种味美的水商品，另外也是无脊椎动物进化至脊椎动物的过渡类型——它尚未形成骨质的骨骼，以纵贯全身的脊索扶持行动。“我们可以把脊索理解为和‘筋’相似的组织。”南古所探究员赵方臣说明说，演化生物学家通常依据文昌鱼的特征，推测脊椎动物的祖先是一类具有脊索、背神经管和鳃裂的后口动物。但是，这一假想的脊椎动物祖先始终没有得到化石证据的支撑。
此前，科学家们在距今5.18亿年的中国云南澄江动物群察觉了基干脊椎动物昆明鱼和云南虫等各式脊索动物，它们是迄今为止全球上最古老的脊索动物。各异于昆明鱼具有典型脊椎动物特征，云南虫形态更接近头索动物文昌鱼，它的分类位置一直存在风波。
1995年，南古所探究员陈均远等人将云南虫身为最初的脊索动物在《自然》杂志上发表。之后，他们在昆明海口区域又察觉了众多云南虫新标本。经由更为精细的解剖，探究人员将云南虫归为原始有头类，觉得其演化位置介于头索动物文昌鱼和脊椎动物七鳃鳗之间。这一成果于1999年在《自然》杂志发表，学界掀起了有关云南虫分类位置的大研究。
由于各异学者对云南虫保存各异的软体组织详情有各自见解，云南虫自1991年首次报导以来，被分别归类于脊椎动物、头索动物、半索动物、后口动物干群乃至原始的两侧对称动物，分类位置一直未能确定。
评测技术、算力证实云南虫分类
针对云南虫分类位置之谜，常规的形态学探究无法达成共识。“我们运用了三维X射线断层扫描显微镜、扫描电镜和透射电镜等各式现代评测技术手段，期盼能够从微观解剖学结构角度破解这一谜题。”赵方臣说明，以往探究提出过云南虫鳃弓或许具有细胞软骨，而团队在云南虫咽弓上察觉了叠盘状细胞结构和蛋白微原纤维构造。“这两个特征都是脊椎动物的软骨细胞才有的。云南虫具有脊椎动物独有的、由细胞软骨构成的咽弓，这表明云南虫归于原始脊椎动物。”
除了评测技术手段，探究团队还整合了新近的生物性状矩阵，使用贝叶斯算力开展重建计算。确认证实，云南虫处于脊椎动物谱系的最基干，它是最原始的脊椎动物，介于尾索动物和其他脊椎动物之间。
云南虫共有7对咽弓。“我们在新标本上相当于第一对咽弓的位置察觉了与后部其他鳃弓一样的叠盘状细胞结构、鳃丝和蛋白微原纤维等构造。”赵方臣说，这表明云南虫拥有从前到后彼此相似、都具有细胞软骨的7对咽弓。而另一种寒武纪基干脊椎动物后斯普里格鱼也拥有彼此相似的咽弓，这证实知晓剖学家们在19世纪提出的脊椎动物咽弓同源理论假说——也就是说，随着演化，脊椎动物各异位置的咽弓会发育成形态各异的骨骼，但在演化初期，各异位置的咽弓彼此相似。
古老“近亲”揭示脊椎动物起源演化
咽颅是脊椎动物头部消化道周围一组起到支撑和保护作用的骨片，现生脊椎动物的咽颅由咽弓骨骼构成。“我们探究察觉，云南虫的7对咽弓组成了一个相似于篮状的咽颅。”赵方臣强调，现生无颌类脊椎动物和化石无颌类真显鱼拥有篮状咽颅，而有颌类脊椎动物和寒武纪后斯普里格鱼的咽颅一样，由一系列彼此分离的软骨棒组成，此前这种咽颅特征引发了有关脊椎动物祖先咽颅形态的风波。“但如今证实了云南虫呈现更早、位于脊椎动物的最基干位置，这也说明篮状咽颅是更古老的祖先特征。”赵方臣补充。
身为现生脊椎动物最古老的“近亲”，云南虫为揭示脊椎动物的起源和早期演化提供了核心证据，对脊椎动物颌和其他核心特征演化的探索均将形成深远的作用。从另外一个角度来看，该项探究再一次展示了澄江动物群化石具有保存微纳尺度精细生物学结构的潜力。
《科学》期刊文章评审人点评道：“这是对科学的重大贡献，将变成古脊椎动物学的一篇核心论文，展示了人们盼望已久的、最可信的解剖结构化石证据，解决了寒武纪干群脊椎动物风波难题。他们所展示的信息是一个里程碑，在前方的许多年里，即使更高分辨率的探究也难以超越。”评审人还肯定，“确认这些化石解剖结构的分辨率达到了最先进技术的极限，这是一项里程碑式的岗位。”
有关报导：探究察觉细胞软骨证实五亿年前云南虫是最原始脊椎动物
（神秘的地球uux.cn报导）据中科院南京地质古生物探究所：近期，探究察觉5.18亿前寒武纪澄江动物群产出的云南虫的咽弓具有脊椎动物独有的细胞软骨结构，证实了云南虫是脊椎动物的最原始类群。该成果由中国科学院南京地质古生物探究所探究员朱茂炎领导的“地球-生命操控系统早期演化”探究团队和南京大学地球科学与工程学院教授姜宝玉课题组兴办达成，于7月8日发表在《科学》（Science）上。
有关脊椎动物起源的难题是广受留意的科学中心。演化生物学家通常依据现生头索动物文昌鱼的特征，推测脊椎动物的祖先是一类具有脊索、背神经管和鳃裂的后口动物。但是，该假想的脊椎动物祖先始终没有得到化石证据的支撑。距今约5.05亿年的加拿大布尔吉斯页岩动物群和距今约5.18亿年的中国云南澄江动物群均产有丰富的、保存精美的以软躯体结构为特征的动物化石。其中，1909年就已然察觉的布尔吉斯页岩动物群产出了头索动物皮卡鱼（Pikaia）和基干脊椎动物后斯普里格鱼（Metaspriggina），在澄江动物群中也察觉了含有基干脊椎动物昆明鱼（Myllokunmingia）和分类位置存疑的云南虫（Yunnanozoon）在内的各式脊索动物。这些化石是迄今为止全球上最古老的脊索动物，为揭开脊椎动物起源和早期演化之谜提供了材料。 
各异于具有典型脊椎动物特征的昆明鱼，云南虫形态更接近头索动物文昌鱼，它在脊椎动物起源和后口动物操控系统树上的位置持久存在风波。南京古生物所探究员陈均远等人将云南虫身为最初的脊索动物于1995年在《自然》杂志上发表。由于各异学者对云南虫保存各异的软体组织详情的阐释存在较大差异，云南虫自1991年首次报导以来被分别归类于脊椎动物、头索动物、半索动物、后口动物干群、乃至原始的两侧对称动物。云南虫分类位置存在的风波作用了这类核心化石对脊椎动物起源的约束作用。针对云南虫分类位置之谜，在常规的形态学探究无法达成共识的状况下，此次探究团队运用三维X射线断层扫描显微镜、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜和透射电镜等各式现代评测技术手段，从微观解剖学结构着手破解这一谜题。 
基于陈均远及其兴办者2003年曾提出云南虫鳃弓或许具有细胞软骨这一重大线索，探究团队对海口区域产出的127块云南虫标本的鳃弓结构开展确认，首次在云南虫咽弓上察觉了微纳尺度三维保存的叠盘状细胞结构（stacked discoid structure）和蛋白微原纤维构造（fibrillin microfibril）。叠盘状细胞结构是软骨细胞独特的排列方式，而蛋白微原纤维是脊椎动物软骨普遍的细胞间基质的纤维结构。这两个特征证明云南虫具有脊椎动物独有的、由细胞软骨构成的咽弓，表明云南虫归于原始脊椎动物。为进一步确定云南虫的具体演化位置，探究团队整合了新近的、含有后口动物和早期脊椎动物化石在内的性状矩阵，并增多云南虫新观察到的性状特征信息，使用贝叶斯算力开展重建计算。结局证实，云南虫处于脊椎动物谱系的最基干位置，介于尾索动物和其他脊椎动物（含有现生和化石物种）之间。 
针对云南虫此前备受风波的第一对咽弓，探究团队在新标本上相当于第一对咽弓的位置上察觉了与后部其他鳃弓一样的叠盘状细胞结构、鳃丝和蛋白微原纤维等构造。所以，云南虫拥有从前到后彼此相似、都具有细胞软骨的7对咽弓。彼此相似的咽弓也出如今另一种寒武纪基干脊椎动物——后斯普里格鱼身上。云南虫相似的7对系列咽弓的察觉，扶持解剖学家们早在19世纪就已然提出的脊椎动物咽弓同源理论假说（Gill Arch Hypothesis），即鱼类的鳃弓是颌弓和舌弓的原型，脊椎动物的颌弓和舌弓跟后面的鳃弓是系列同源构造，说明尽管现生脊椎动物各异位置的咽弓会发育成颌弓、舌弓和鳃弓等形态各异的骨骼，但在脊椎动物演化初期各异位置的咽弓是彼此相似的。 
探究还察觉，云南虫的7对咽弓在腹背两端被成对的水平软骨连接，组成了一个相似于篮状的咽颅（咽颅是指脊椎动物头部消化道周围的一组骨片，起到支撑和保护作用，现生脊椎动物的咽颅由颌弓、舌弓和鳃弓等咽弓的骨骼构成）。篮状咽颅是现生无颌类脊椎动物和化石无颌类真显鱼（Euphanerops）的典型特征，但是寒武纪后斯普里格鱼和有颌类脊椎动物的咽颅是由一系列彼此分离的软骨棒组成。后斯普里格鱼的这种咽颅特征引发了有关脊椎动物祖先咽颅形态的风波。呈现更早、位于脊椎动物最基干位置的云南虫咽颅特征扶持了篮状咽颅是更古老的祖先特征。 
由此可见，身为现生脊椎动物最古老的近亲，云南虫为揭示脊椎动物的起源和早期演化提供了核心证据，对脊椎动物颌和其他核心特征演化的探索将形成深远作用。另外，该探究再次展示了澄江动物群化石具有保存微纳尺度精细生物学结构的潜力。 
文章评审人对该探究高度点评，觉得该探究是对科学的重大贡献，将变成古脊椎动物学的一篇核心论文，展示了人们盼望已久的、最可信的解剖结构化石证据，解决了寒武纪干群脊椎动物风波难题，该探究确认化石解剖结构的分辨率达到了最先进技术的极限。
探究岗位得到中科院战略性先导技术专项（B类）、全国自然科学基金委员会、现代古生物学和地层学全国重点评测室等基金的扶持。