層孔海綿是奧陶紀(jì)-泥盆紀(jì)（古生代）標(biāo)志性的淺海造礁動(dòng)物之一，在礁構(gòu)建中的作用、生態(tài)地位和地理分布上類似于現(xiàn)代珊瑚。在中奧陶世達(dá)瑞威爾晚期（距今4.6億年前），層孔海綿幾乎同時(shí)融入熱帶至亞熱帶氣候區(qū)的全球礁生態(tài)系統(tǒng)。因?yàn)槭艿綂W陶紀(jì)生物大輻射事件期間海洋生物多樣化的影響，這一時(shí)期的礁生態(tài)系統(tǒng)從微生物主導(dǎo)向?qū)涌缀＞d和珊瑚主導(dǎo)轉(zhuǎn)變。然而，層孔海綿突然融入礁生態(tài)系統(tǒng)引發(fā)一系列有趣的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題：最早的層孔海綿何時(shí)出現(xiàn)？它們是如何獲得礦化骨骼的？最早的層孔海綿在古生態(tài)中扮演了什么角色？它們?nèi)绾纬蔀榻干鷳B(tài)系統(tǒng)的重要組成部分？一系列問(wèn)題因?yàn)槿鄙僭缙趯涌缀＞d的化石記錄而無(wú)從得知。

近日，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早古生代研究團(tuán)隊(duì)與韓國(guó)古生物研究團(tuán)隊(duì)等專家在宜昌遠(yuǎn)安發(fā)現(xiàn)了迄今為止最古老的層孔海綿化石（距今4.8億年前），名為嫘（léi）祖冠毛層孔海綿。這一發(fā)現(xiàn)不僅將造礁的層孔海綿的化石記錄提前了約2000萬(wàn)年，還揭示了早期礁生態(tài)系統(tǒng)和生物礦化演化的獨(dú)特機(jī)制。該成果于北京時(shí)間4月1日在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表。

通過(guò)研究，科研人員發(fā)現(xiàn)嫘祖冠毛層孔海綿是通過(guò)氟磷灰石構(gòu)建其骨骼的，這在整個(gè)海綿類中從未見(jiàn)過(guò)。這一新發(fā)現(xiàn)確立了多孔動(dòng)物門，這是第一個(gè)已知的利用三種主要生物礦物質(zhì)（硅、碳酸鈣和磷酸鈣）的后生動(dòng)物門。早期層孔海綿骨骼中磷酸鹽的存在拓展了人類對(duì)早期動(dòng)物生物礦化能力的理解，這表明早期海綿可能已具備多樣化生物礦化策略所需的遺傳能力。

不僅如此，嫘祖冠毛層孔海綿還形成復(fù)雜的礁結(jié)構(gòu)，在框架構(gòu)建和結(jié)合其他造礁生物組分（如鈣微生物、石松海綿、瓶筐石、棘皮動(dòng)物等）方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。這些早期的層孔海綿所建造的礁結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性堪比后來(lái)的礁生態(tài)系統(tǒng)。這一發(fā)現(xiàn)將造礁層孔海綿的化石記錄提前了約2000萬(wàn)年。

這項(xiàng)研究不僅在于填補(bǔ)了層孔海綿早期演化歷史的空白，還為理解早期動(dòng)物的生物礦化過(guò)程提供了新的視角，揭示了地球歷史上關(guān)鍵時(shí)期礁生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及生物如何適應(yīng)和改變環(huán)境，推進(jìn)了我們對(duì)早期生命演化的理解，還為未來(lái)研究早期地球環(huán)境與生物相互作用提供了新的方向。它展示了生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性在地球歷史早期階段（距今4.8億年前）就已經(jīng)存在，為我們理解現(xiàn)代海洋生態(tài)系統(tǒng)的起源和演化提供了寶貴的線索。

（總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉）