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一亿年前的动物是如何“制造宝宝”的？ 琥珀中的巨大精子会告诉你答案
本报记者张晔
中、德、英三国古生物学家在1亿年前的白垩纪缅甸琥珀中发现了迄今为止最早的动物精子，将相关化石的记录时间提前了约5000万年。
动物最早的精子怎么样？ 一个动物为什么几亿年来维持着同样的交配方法？ 看起来很小的家伙，为什么有巨大精子？
9月16日，中国科学院南京地质古生物研究所在特殊发布会上，揭示了1亿年前介形虫有性生殖行为的奥秘。
介形虫是具有两瓣壳的水生微型甲壳类，大小一般在1毫米左右。 现存的介形虫有数万种，小型不显眼，但生命力和适应能力极强，地球上已经生存了近5亿年，比人类老得多。
年，中国科学院南京地质古生物得到来自缅甸的琥珀化石，利用高分辨率显微断层扫描技术(显微ct )研究琥珀中残留软体的白垩纪介形虫化石标本，结果表明介形虫利用巨大精子进行有性生殖的行为存在于1亿年前。 相关成果于9月16日作为封面论文在英国“皇家学会会刊-b编辑”网上发表。
精子的长度是虫子身体的三分之一
在装满淡绿色水的量杯中，一点白色的“小点”在水草中穿梭、游泳。 “这些是现生的介形虫，是我在室外积攒雨水的托盘里找到的。 ”。 中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源和早期进化研究小组王贺博士告诉记者，生物分类中介形虫是一条纲。 根据界、门、纲、目、科、属、种的分类，介形虫的家族很大，现存的介形虫种类有数万种。
年，王贺博士和该所的王博研究员们发现了独特的琥珀化石，透明的琥珀中夹杂着黑色的小点。 经过协商，他们把这块琥珀化石带回显微镜注意发现，发现这些黑点是介形虫。
“介形虫常见于海相和陆相沉积岩，琥珀化石非常罕见，这是发现的第二枚，但另一枚是没有介形虫残留的柔软身体。 ”王贺告诉科技日报记者，琥珀重0.676克，长17.5毫米，宽13.5毫米，厚4毫米，还剩39个介形虫化石标本。 介形虫个人最大0.59毫米，最小0.24毫米。
与德国和英国的科学研究者合作，他们利用微型ct分解其中的11个标本，通过近一年高精度的三维图像重建事业，这些介形虫的壳和软体的形态特征，如附属肢、把持器、曾克氏器(精子泵)、半
“微ct的好处是可以在不破坏化石的情况下得到完美的三维立体图像，对这种微化石的研究特别重要。 ”。 王贺说。
在微型ct中，这些白垩纪的介形虫，拥有巨大精子，长度达到200微米，也就是0.2毫米，是体长的1/3，这一不可思议的场面。 人类精子的长度只有20微米。
“这个比例惊人，想象一下人类精子达到身高的1/3会怎么样”王贺更重要的是，这些精子刷新了动物界最早的精子记录，是迄今为止在南极发现的5000万年前的环节动物的精子化石
有性生殖行为早在1亿年前就存在了
介形虫通常生活在水体中，淡水咸水中有它们的身影。
经过还原，这种琥珀化石中的介形虫当时住在海边附近的泻湖里，湖边被红树林复盖着。 这些属于三个不同的组，包括从幼年到成人比较完整的发育序列。
有一天，一个大橡皮滴滴落在湖边的浅滩上，这些介形虫瞬间被包围，动弹不得。 壳和柔软的身体都被完全保存了。
“大部分介形虫的化石只剩下钙化壳，软件部分(腿和身体等)一般很难剩下。 但是，这些软件结构往往能提供生殖行为等重要的古行为学新闻。 ”。 王贺说，科学家只是知道几亿年前介形虫已经存在，不知道如何生活和繁殖。
基于化石功能形态学分解和现生介形虫的形态和生态学注意，发现化石中的介形虫与现生种具有相同的怀抱器、曾克氏器(精子泵)、半阴茎、储精囊、巨大精子等。
根据他们的研究，1亿年前，介形虫进行有性生殖时，雄虫用钩状的把持器拉出雌虫，将半阴茎放入雌虫的个人内。 交配中，雄性通过曾克氏器(精子泵)将巨大精子送入雌性体内。 这个过程长达几十分钟。
巨大精子进入雌性体内后，储存在储精囊中，精子开始具有活性，与卵子结合完成受精过程。
王贺介绍说:“雌性介形虫储精囊有多个巨大精子，像乱麻一样交织在一起，雄性一次只能交配释放一个精子，关于哪个精子能与卵子结合，也许随机也可以选择雌性介形虫。”
该化石研究发现，与现代介形虫有性生殖相关的生殖器(如怀抱器、曾克氏器等)至少形成于白垩纪中期，其形态特征在1亿年间没有变化，而且像介形虫这样使用巨大精子的有性生殖行为在1亿年前存在，
“我们认为这种包括巨大精子在内的许多杂种生殖行为提高了介形虫交配的成功率，促进了非海相介形虫类在晚中生代的辐射进化。 这种几亿年不变的有性生殖行为为进化停滞现象提供了重要的实例。 ”。 王贺告诉记者。
研究介形虫化石有助于古环境的重建
介形虫化石不仅具有重要的生物地层学意义，而且是油气勘探不可缺少的化石门类之一，在古环境重建和生物进化研究中也起着重要作用。
在地质古生物学的研究中，介形虫、花粉、有孔虫、放射线虫等都被称为微体化石，需要用显微镜观察。
微体化石被称为寻找地球资源的“金钥匙”，科学家可以通过研究微体化石来处理勘探和寻找能量的地层问题。
石油、天然气、煤、页岩气与古生物关系非常密切，动植物大量死亡后，可经过地层学的埋藏最后形成能量。
进入地下7000米取岩芯，价格非常高，样品也很少，很少找到大的生物化石，只有这些小的微生物化石才能找到岩芯中残留能量的线的痕迹。
微体化石在地层中数量很多，这有很强的指示作用，因此有助于科学家明确地层的年代，寻找石油、天然气等矿产资源。
专家不仅想在显微镜下注意微生物化石，还想用红外线照射这些小虫，进行ct扫描，还原那些微米级的形态特征。 这对中国的能源经济很重要，所以依赖这些无形的小化石，也许可以找到石油、天然气、煤炭和页岩气的大宝。
例如，这次我们发现的介形虫是白垩纪，地质勘探部门在挖掘中发现介形虫时，发现上下地层的大致年代，中国大庆油田产油层是白垩纪。 ”。 王贺介绍说。
而每种生物都有自己独特生活方式和分布规律，据此及关联的岩性资料可以推测出地层单元形成时的水体环境和气候条件，这种条件反过来又会控制着地层的形成和分布，因而也控制着烃源岩和储集岩的形成和分布。 【:王诗尧】
