神似植物的小生命-苔藓虫

神似植物的小生命-苔藓虫

苔藓虫是一类外形酷似苔藓植物的微小生物，它们不仅在现代生态系统中扮演着重要角色，其化石记录更是揭示了地球生命演化的奥秘。

苔藓虫是外肛动物门下物种的通称，是一种像苔藓植物的动物。外形很像植物，但具有一套完整的消化器官。这种生物常和海藻伴生在一起，个体很小且不分节，体外分泌一层胶质形成群体的骨骼。前端有口，口的周围有一冠状物，其上生长许多触手。没有排泄和循环器官，在地质时代种类很多。奥陶纪即已出现，到现代尚有生存。

苔藓虫的结构图，可以清楚的观察到它的内部结构。

苔藓虫是由有性生殖产生的幼虫经附着改变而发育而成的初虫通过无性出芽形成。按生长方式可分为直立型和被覆型两大类，大多数都属于后一类。这类群体平卧在各种基质上，形状多半呈薄层状或皮壳状，多数为单层。双层或多层的群体则形状比较多样。直立型群体的生长自由度大，群体形状错综复杂，常见的有块状、网状、链条状、扇状、树枝状、树丛状等。群体普遍存在类同现象，即同一群体类型可以平行出现在不同种、属、甚至科、目中。对生活环境具有高度适应能力，即使是同一个种也会因环境条件的不同而发生群体形态的变异。

苔藓虫喜欢在较清洁、富含藻类、溶解氧充足的水体中生活，能适应各地带的温度，广泛分布于世界各地。淡水种在春、秋季节生长旺盛，水面有很多上一年的休眠芽，遇适宜环境发育成苔藓虫。微污染的水体中也会有苔藓虫。在微污染源水生物预处理过程中，如果大量苔藓虫出现，会被填料拦截，从而附在填料上生长。它们具有一定的生物吸附作用并吞食水中微型生物和有机杂质，对水体的净化有一定积极作用。但如果大量繁殖会降低水流速度，给工程运行造成一定不利影响。

隶属于外肛动物门下的各种各样的苔藓虫，可以看到它们的外观并不是完全一样的。

虽然苔藓虫的个头不大，但它们群居而生，大量的苔藓虫会组成枝状、网状、片状、半球状等各种形状的苔藓虫群体。它们的幼年期往往过着“旅游生活”，然后定居下来，开始营底栖固着或附生生活。现代和古代苔藓虫，都可以固着在各种地形的坚硬石质海底、滚动的卵石或死亡后的动物壳体之上。

对于现存的苔藓虫，其祖先可以追溯到约5亿年前的奥陶纪早期。一块早奥陶世特马豆克期苔藓虫化石就被保存在中科院南京地质古生物研究所。该化石是在湖北宜昌黄花场和松滋刘家场地区的分乡组中发现的，不仅是当时所知全球最老的苔藓虫化石，同时也是构成全球最早的苔虫礁的骨架生物，是最早的真后生动物生物礁。

在早奥陶世更早地层中寻找苔藓虫并不是空穴来风。化石记录显示，奥陶纪具有非常丰富的苔藓虫。特别是狭唇纲苔藓虫发生演化辐射，是显生宙古生代奥陶纪生物大辐射中的重要组分和体现。而在早奥陶世特马豆克期分乡组时，此时的苔藓虫已经具有一定的多样性，包括3个目以及3个属6种，形态也相对复杂。这说明苔藓在之前还存在一个相对较长的演化时期。此种类群被认为是比较原始的一个类群，其他类苔藓虫或许衍生自与栉口目相似的类群。它们自奥陶纪出现以后一直延续到现代，但是变化少，化石也不多。

一块苔藓虫的化石

在古生代，苔藓虫具有三个重要的演化时期。第一个是奥陶纪，是苔藓虫的首次繁盛期。在该时期苔藓虫除了栉口目，出现了变口目、泡孔目、隐口目、环口目等。其中，变口目和隐口目苔藓虫无论是多样性还是生物量都处于绝对优势。泥盆纪到石炭纪是苔藓虫的第二个繁盛期，上述各个目依然存在，但是隐口目却显得特别地繁盛，窗格目苔藓虫也逐渐增多。到了第三个演化时期——二叠纪，苔藓虫发生了重大变化，在二叠纪末发生生物大灭绝，曾经作为优势类群的变口目、隐口目以及窗格目逐渐灭绝，而管口目和唇口目开始发生多样化，成为苔藓虫的优势类群。除了具有碳酸钙骨骼的管口目和唇口目外，苔藓虫还包括无矿化骨骼的淡水类型被唇类和栉口目苔藓虫。

苔藓虫的形态与多样性演化是引起研究者兴趣的重要原因之一。另外一个很重要的原因是苔藓虫是寒武纪生物大辐射中一个没有出现的具有矿化骨骼的动物门类。因此，苔藓虫古生物研究对于学者了解后生动物门类起源研究具有重要的意义。而且，苔藓虫在古生代以及新生代发生了较为可观的生物多样化，这对现代人理解地质历史过程中生物与环境相互协同演化具有重要的意义。

2021年，《自然》报道了最古老的苔藓虫化石。证据来自陕南镇巴和南澳大利亚寒武纪早期的门子草虫，该研究认为苔藓动物在寒武纪大爆发期间已出现。这一发现曾引起国内外学界的广泛关注。然而很快便受到挑战。2023年，《自然》又报道了来自云南寒武纪早期小石坝生物群中呈压扁保存的宏体化石。该研究认为它们与门子草虫是同一类生物，并将它们解释为钙化的绒枝藻而不是苔藓动物。相关争论使得苔藓动物门的起源和早期演化历史变得扑朔迷离。

为此，殷宗军带领团队，重新分析了2021年报道的化石标本的原始CT数据。科研人员通过对原始CT数据进行高精度三维图像重建和精准分割发现，标本由多列形态相似的骨片拼合而成，单个骨片呈两端向外略微膨大而中间收缩的哑铃状。统计数据显示，骨片从底部到顶部逐渐增大，但保持稳定的长宽比，以保持稳定的形态。这些骨片的三维形态和尺寸与同时代常见的一种离散保存的寒武钉非常一致，只不过每一个骨片上的钉刺断掉了而已。骨片在纵向上呈叠瓦状排列，形成单列骨片系；而横向上多个单列骨片系以错开半个骨片的长度交错拼合，最终组合成完整的阵列式骨片系。骨片的这种铰链堆叠方式和前人报道的一些较为零碎的寒武钉骨片系标本非常一致。更为重要的是，科研人员还在标本中央腔中新发现了一些钉状结构。数据显示，这些钉状结构实际上是寒武钉骨片带钉刺的部分。

以上图像解析数据表明，门子草虫并非苔藓虫，而是保存更为完整的寒武钉骨片系标本。因此与寒武钉是同一类生物，研究系统对比了这些标本与宏体化石绒枝藻的三维解剖学特征发现，两者具有显著区别，亲缘关系相距甚远。

苔藓虫作为古老的外肛动物门下物种，具有重要的科学研究意义。其形态多样、生活习性独特，为我们理解生物演化和地质历史提供了宝贵的线索。虽然关于苔藓虫的起源和演化历史存在争议，但通过科学研究和技术手段的不断进步，我们相信会对苔藓虫这一古老生物的谜团有更深入的理解和揭示。