稀有水母化石发现迄今最古老游泳型水母

人类的走过会留下痕迹，鹅的走过也会留下痕迹，但水母是悲伤的小生物——它们通常不会在地下留下任何痕迹。

“大多数水母的身体成分97%是水，很难形成化石。这使得水母行为的起源和进化成为学术界长期难以回答的问题。” 西北大学研究员韩健告诉中国科学报。

但一次偶然的机缘，让韩健找到了解决这个问题的关键。 他和他的团队的科学发现表明，水母的游泳行为可能是一种“副产品”。 相关论文近期发表在《eLife》杂志上。

罕见的水母化石被发现

2016年，韩健等人在已发表的澄江生物群化石中无意中看到了类似碗口的印象。 碗口下方有放射状纹路，形状与现代水母极为相似。 通过仔细鉴定，他们确认这是迄今为止已知最古老的游泳水母。

云南澄江生物群记录了距今约5.18亿年前的寒武纪生态景观。 大多数现代动物类别的祖先都可以在这里找到。 但在此发现之前，这里并没有发现水母的踪迹。

“物以稀为贵，这是非常难得的研究资料。” 韩健说道。

为什么这种水母会保存在化石中并不是一个容易解释的问题。 科学家推测澄江动物群经历了一个快速埋藏阶段。 许多生物在死亡前后都会遭遇剧烈的浑浊沉淀。 在物理化学条件和厌氧微生物的共同作用下，软组织才得以完全降解。 各种矿物，如无机碳、黄铁矿、硅铝酸盐、磷酸钙等。

然而，这些化石有一个主要缺点。 “现代水母依靠伞缘的冠状肌收缩排水，并产生反作用力推动游泳。然而，澄江生物群的水母化石没有留下任何这些肌肉的证据。” 韩健说道。

不会游泳的水母“祖先”被发现

幸运之光再次降临到陕南。 研究人员在寒武纪宽川铺组（距今约5.35亿年前）发现了保存有各种软组织结构的水母化石，该组的历史比澄江生物群还要古老。 与现代水母类似，直径为1至4微米的肌束离散地分布在其内伞的边缘周围。

但这些水母也表现出了与现代水母不同的特征。 无论是孵化前还是孵化后的很长一段时间里，它们都被自己分泌的鞘包裹着。

这种结构对于科学家来说看起来很熟悉。 宋锡坤，博士参与这项研究的厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室的教授说：“甲壳素鞘和钙质骨骼广泛存在于现存刺胞动物的息肉中，我们在寒武纪晚期就发现了它们。这种保护结构也在高等息肉的化石中发现了。”

“这些带有鞘的早期寒武纪水母很可能是一种特殊的息肉结构。” 宋锡坤说道：“它们应该是底栖的，无法自由游动。”

陕南早寒武世宽川铺组化石扫描电镜照片显示环状肌肉（AD）及系统化石复原图（E）

那么“水母”和“九头蛇”到底是什么关系呢？ 真可谓“你中有我，我中有你”，非常有趣。 根据现代生物系统的分类，刺胞动物门包括珊瑚总纲和水母总纲，其中水母总纲还包括水母纲、立方水母纲、水母纲和水螅纲。 这些动物看起来形状各异，有的看起来像树枝和藤蔓，有的看起来像透明的鱼缸，但实际上可以大致分为两种形态：固定阶段的水螅和游动阶段的水母。

以碗形水母为例，其生命过程大致可分为受精卵、漂浮幼体、固定生活的息肉、具有游泳能力的碟形幼体以及会游泳和捕食的水母。 经过仔细观察，息肉实际上可以被粗略地认为是倒置的水母，尽管它们的内部形态和结构会有所不同。

水母是怎样游泳的？

古老的化石就像一块块，逐渐完成了水母游泳之谜的谜题。

寒武纪第一期的小壳动物化石大多生活在底栖和表层，早期水母也不例外。 在胚胎发育后期的息肉阶段，它们有圆锥形或塔形的鞘，生活在水底的沉积物上。 通过挤压和收缩水母钟，隐藏在鞘内的圆形肌肉系统可以用来进食和呼吸。 到了寒武纪第三期，水母就已经会游泳了。 这就大致锁定了水母可能发生游动行为的时间段。

“摆脱鞘的束缚，可以自由游动的水母很可能出现在寒武纪第二期，但目前还没有化石证据。” 论文第一作者、青岛海洋地质研究所王兴博士说。

“根据达尔文的进化论，任何复杂的生命现象都是经过很长一段时间进化而来的。我们推测水母的游泳行为只是底栖水母进食和呼吸的副产品。” 韩健说道：“在长期的进化过程中，水螅状的水母逐渐具备了有节律的神经冲动、感知重力的平衡石、伸缩性极强的冠状肌、粗壮的中筋膜、相对较深的下伞腔，彻底改造，并且恰逢外部条件，如海水含氧量的增加、水体中的其他猎物等，从而摆脱了伞体的束缚。脱鞘，变成一只游泳的水母，开始在海里自由地游动。”

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