層孔海綿是奧陶紀-泥盆紀(古生代)標志性的淺海造礁動(dòng)物之一，在礁構建中的作用、生態(tài)地位和地理分布上類(lèi)似于現代珊瑚。在中奧陶世達瑞威爾晚期(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的全球礁生態(tài)系統。因為受到奧陶紀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)系統從微生物主導向層孔海綿和珊瑚主導轉變。然而，層孔海綿突然融入礁生態(tài)系統引發(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？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？它們如何成為礁生態(tài)系統的重要組成部分？一系列問(wèn)題因為缺少早期層孔海綿的化石記錄而無(wú)從得知。

　　近日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早古生代研究團隊與韓國古生物研究團隊等專(zhuān)家在宜昌遠安發(fā)現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)系統和生物礦化演化的獨特機制。該成果于北京時(shí)間4月1日在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)發(fā)表。

　　通過(guò)研究，科研人員發(fā)現嫘祖冠毛層孔海綿是通過(guò)氟磷灰石構建其骨骼的，這在整個(gè)海綿類(lèi)中從未見(jiàn)過(guò)。這一新發(fā)現確立了多孔動(dòng)物門(mén)，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(mén)。早期層孔海綿骨骼中磷酸鹽的存在拓展了人類(lèi)對早期動(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雜的礁結構，在框架構建和結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構的復雜性堪比后來(lái)的礁生態(tài)系統。這一發(fā)現將造礁層孔海綿的化石記錄提前了約2000萬(wàn)年。

　　這項研究不僅在于填補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)系統的復雜性，以及生物如何適應和改變環(huán)境，推進(jìn)了我們對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)系統復雜性在地球歷史早期階段(距今4.8億年前)就已經(jīng)存在，為我們理解現代海洋生態(tài)系統的起源和演化提供了寶貴的線(xiàn)索。