層孔海綿是奧陶紀-泥盆紀（古生代）標誌性的淺海造礁動物之一，在礁構建中的作用、生態地位和地理分佈上類似於現代珊瑚。在中奧陶世達瑞威爾晚期（距今4.6億年前），層孔海綿幾乎同時融入熱帶至亞熱帶氣候區的全球礁生態系統。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，這一時期的礁生態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系統引發一系列有趣的關鍵科學問題：最早的層孔海綿何時出現？它們是如何獲得礦化骨骼的？最早的層孔海綿在古生態中扮演了什麼角色？它們如何成為礁生態系統的重要組成部分？一系列問題因為缺少早期層孔海綿的化石記錄而無從得知。
嫘祖冠毛層孔海綿構造
宜昌遠安發現的早奧陶紀層孔海綿-棘皮動物生物礁
近日，中國科學院南京地質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家在宜昌遠安發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。這一發現不僅將造礁的層孔海綿的化石記錄提前了約2000萬年，還揭示了早期礁生態系統和生物礦化演化的獨特機制。該成果於北京時間4月1日在《美國國家科學院院刊》（pnas）發表。
通過研究，科研人員發現嫘祖冠毛層孔海綿是通過氟磷灰石構建其骨骼的，這在整個海綿類中從未見過。這一新發現確立了多孔動物門，這是第一個已知的利用三種主要生物礦物質（硅、碳酸鈣和磷酸鈣）的後生動物門。早期層孔海綿骨骼中磷酸鹽的存在拓展了人類對早期動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複雜的礁結構，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、棘皮動物等）方面發揮了關鍵作用。這些早期的層孔海綿所建造的礁結構的複雜性堪比後來的礁生態系統。這一發現將造礁層孔海綿的化石記錄提前了約2000萬年。
這項研究不僅在於填補了層孔海綿早期演化歷史的空白，還為理解早期動物的生物礦化過程提供了新的視角，揭示了地球歷史上關鍵時期礁生態系統的複雜性，以及生物如何適應和改變環境，推進了我們對早期生命演化的理解，還為未來研究早期地球環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系統複雜性在地球歷史早期階段（距今4.8億年前）就已經存在，為我們理解現代海洋生態系統的起源和演化提供了寶貴的線索。
（總台央視記者 帥俊全 褚爾嘉）
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