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揭开寒武纪物种大爆发的神秘面纱

自然界的动物千奇百怪,但我们往往会发现许多不同动物拥有某些普遍类似的形态特征。例如,我们人类的大脑、脊椎、心脏、胃肠等多个组织器官至少能在猴子、狗、鸟类、鱼类乃至某些看起来跟我们完全不同的动物中发现功能类似的结构。

演化学家们正是根据共享的形态特征来给不同动物进行归类。他们将那些能最大程度在足够多物种之间找到共性的特征组合定义为躯体构造(bodyplan)。于是,在特定生命阶段共享同一套bodyplan的大量物种构成了一个门(Phylum)。按照当前学界的主流观点,现生动物被分成了33个门(也有说31个门)。常见的几个动物门主要包括:人类、鸟类、鱼类所在的脊索动物门,昆虫、虾、蟹等所在的节肢动物门,蚯蚓、水蛭所在的环节动物门,章鱼、蜗牛、牡蛎所在的软体动物门,蛔虫、线虫所在的线虫动物门,海星、海胆所在的棘皮动物门,以及水母、珊瑚所在的刺胞动物门。

这里需要强调的是,bodyplan特征未必会在动物个体的整个生命周期中一直维持下去,经常会只在胚胎发育过程中的特定阶段出现。我们人类所在的脊索动物门的bodyplan包括:脊索、咽裂、中空的背神经索、内柱(或甲状腺)和肛后尾,其中脊索结构只在几乎所有脊椎动物的胚胎中出现(在更接近祖先状态的文昌鱼体内终身保持),而四足动物(即陆生脊椎动物)的咽裂也只发生在其胚胎期。因此分析比较不同物种的胚胎发育过程是研究动物演化的重要手段之一。

脊索动物门的bodyplan(标为红色),图源:


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