介形蟲是具有雙瓣殼的水生微型甲殼類動物，在地球上生存了近5億年。地層中保存了較為豐富的介形蟲雙瓣殼化石，其軟體部分通常不易保存。近期，中國、德國和英國的研究團隊，利用高解析度顯微斷層掃描技術，研究產於白堊紀緬甸琥珀中保存有軟軀體的介形蟲化石標本，發現一億年前介形蟲利用巨型精子進行有性生殖的行為。
介形蟲是自奧陶紀以來地質記錄中最豐富的節肢動物化石之一，其大小通常在1毫米左右。介形蟲化石具有生物地層學意義，是油氣勘探中不可或缺的化石門類之一，在古環境重建和生物演化研究中扮演重要角色。大多數介形蟲化石只保存鈣化的殼，軟體部分（附肢和身體等）通常難以保存，而這些軟體結構能夠提供重要的古行為學信息，如生殖行為。
近日，中國科學院南京地質古生物研究所現代陸地生態系統起源與早期演化研究團隊博士王賀和研究員王博等，與德國和英國科研人員合作，首次報導產於白堊紀緬甸琥珀中保存有軟軀體的介形蟲化石。該枚琥珀重0.676克，長17.5毫米、寬13.5毫米、厚4毫米，共保存39個介形蟲化石標本。介形蟲個體最大0.59毫米，最小0.24毫米，這些介形蟲歸屬於三個不同類群，含有從幼年到成年的較完整的發育序列。通過與現生介形類的生活環境對比，研究人員認為這些介形蟲當時生活在靠近海邊的瀉湖環境中。
研究人員利用高解析度顯微斷層掃描技術（顯微CT）分析其中的11個標本，通過高精度三維圖像重建工作，精細還原這些介形蟲的殼體和軟軀體（包括附肢、抱握器、曾克氏器〔精子泵〕、半陰莖、儲精囊、卵和巨型精子）的形態特徵。基於化石功能形態學分析和現生介形蟲的形態和生態學觀察，發現其中一類化石介形蟲在進行有性生殖時，雄性通過鉤狀抱握器抓住雌性並將半陰莖伸入雌性個體內，交配中，雄性通過曾克氏器（精子泵）將巨型精子送入雌性體內。曾克氏器因其具有發達的肌肉和螺紋狀的刺，易從現生個體中發現。巨型精子儲存在雌性儲精囊內，隨後，精子開始具有活性完成受精過程。
該研究首次在白堊紀介形蟲化石中發現現介形蟲的巨型精子，其長度至少相當於介形蟲體長的三分之一；也是已知最早的動物精子記錄，將其化石記錄至少提前5000萬年。研究表明，與現代介形蟲有性生殖相關的生殖器官（如抱握器、曾克氏器等）至少在白堊紀中期就已形成，其形態特徵在一億年間未發生改變；介形蟲的這種利用巨型精子進行有性生殖行為在一億年前就已存在，為生殖行為的演化停滯現象提供實例；該種包含巨型精子的複雜生殖行為提高介形蟲交配的成功率，促進非海相介形類在晚中生代的輻射演化。
相關研究成果以2020 Exceptional preservation of reproductive organs and giant sperm in Cretaceous ostracods為題，在線發表在《皇家學會會刊-B輯》（Proceedings of the Royal Society B）上。研究工作獲得中科院、科技部和國家自然科學基金委的資助。南京古生物所項目聘用人員吳素萍協助完成顯微CT實驗，助理工程師楊定華繪製生態復原圖。
圖1.不同介形蟲的三維復原圖
圖2.介形蟲有性生殖器官對比圖（左為化石，右為現代類群）：a和b：抱握器；c和d：卵的橫截面；e和f：精子泵；g和h：介形蟲的精子；i和j：半陰莖；k和l：介形蟲精子細節結構
圖3.介形蟲交配行為復原圖（楊定華繪製）
[ 責編：戰釗 ]