琥珀中發現5.4億年前介形蟲的巨型精子化石

介形蟲交配行為復原圖（楊定華繪製）

不同介形蟲的三維復原圖

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

（神秘的地球uux.cn報導）據俄羅斯衛星網：科學家首次發現5.4億年前生活在地球上的介形蟲的巨型精子化石，這是地球上已知最古老生物的生殖細胞。

生物的軟體組織經過數百萬年的時間通常不易保存。但這次研究人員很幸運，他們發現的化石以貝殼的形狀，保存在一塊琥珀中。樹脂本身也成為化石，但研究人員成功將琥珀熔化。研究發現，這塊琥珀中包含39個幾乎完整的介形蟲。

據科學家在《皇家學會會刊》上發表的一篇文章，這些介形蟲中包括雄性、雌性和幼蟲。軟體組織和精子都被保存下來，年代可以追溯到1億年前。

古生物學家研究對比了此次發現的介形蟲和目前生存的介形蟲，並藉助X光獲得高解析度的三維圖像。科研人員最終發現了雌性的儲精囊和生殖細胞本身。

研究人員表示：「我們的研究結果表明，與形態學適應性相關的生殖行為方式至少已有一億年沒有改變，這是進化停滯的一個重要例子。此次的發現使動物化石精子的最早年代向前推進了一倍。此外，這一發現還證明，琥珀能夠保存無脊椎動物的軟體組織，而其他沉澱環境很少發現這些軟體組織。」

相關報導：琥珀中發現的巨型精子被認為是已知最古老的動物精子 距今約1億年

（神秘的地球uux.cn報導）據cnBeta：外媒New Atlas報導，研究人員發現了已知最古老的動物精子樣本，可以追溯到1億年前。他們在一枚琥珀中發現了幾十隻被稱為介形蟲的水生微型甲殼類動物，但它們擁有巨型精子，其長度至少相當於介形蟲體長的三分之一。

介形蟲化石標本是最常見的化石門類，從奧陶紀一直延伸到現在，時間跨度超過4.8億年。但通常情況下，只有堅硬的鈣化殼才會被保留下來，而較軟的組織被證明是非常罕見的。這讓新發現變得相當驚人。研究人員發現這枚琥珀中保存了39個介形蟲化石標本，包括雄性、雌性和幼蟲，以前所未有的細節保存了它們的生殖器官。

研究小組使用高解析度顯微斷層掃描技術來分析琥珀，並為它們鮮見的軟體部位創建3D模型，以更好地了解這些小動物。事實證明，雄性介形蟲有一個鉤狀抱握器，它們用它來抓住雌性，同時將半陰莖伸入雌性個體內。雄性通過曾克氏器將巨型精子送入雌性體內。琥珀實際上保存了這些生物的細節，研究人員能夠看到雌性儲精囊的精子。

研究人員指出，現代介形蟲仍然以非常相同的方式進行交配，這意味著這種機制在1億多年的時間裡一直沒有改變。研究小組表示，在這個年齡段，這些是有史以來發現的最古老的動物精子樣本，大約比之前的記錄提前了至少5000萬年。

該研究發表在英國《皇家學會會刊B輯》上。

相關報導：揭秘一億年前介形蟲的有性生殖行為

（神秘的地球uux.cn報導）據中國科學院南京地質古生物研究所：介形蟲是一類具有雙瓣殼的水生微型甲殼類動物，在地球上已經生存了將近5億年。地層中保存其雙瓣殼的化石非常豐富，但其軟體部分通常不易保存。最近，來自中、德、英的研究團隊，利用高解析度顯微斷層掃描技術對產於白堊紀緬甸琥珀中保存有軟軀體的介形蟲化石標本進行了研究，表明介形蟲利用巨型精子進行有性生殖的行為在一億年前就已存在，同時該結果也使已知最早的動物精子記錄提前了至少5000萬年。相關研究成果於2020年9月16日作為封面論文在線發表於英國《皇家學會會刊—B輯》（Proceedings of the Royal Society B）上。

介形蟲是一種具雙瓣殼的水生微型甲殼類物，大小通常1 毫米左右。自奧陶紀以來，介形蟲就是地質記錄中最豐富的節肢動物化石之一。介形蟲化石不僅具有重要的生物地層學意義，是油氣勘探中不可或缺的化石門類之一，而且在古環境重建和生物演化研究中也扮演著重要的角色。然而，絕大多數介形蟲化石只保存有鈣化的殼，軟體部分（附肢和身體等）通常難以保存下來。但這些軟體結構往往能夠提供許多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」的王賀博士和王博研究員等，與德國和英國科研人員合作，首次報導了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，共保存了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的類群，並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，研究認為這些介形蟲當時生活在靠近海邊的瀉湖環境中。

研究團隊利用高解析度顯微斷層掃描技術（顯微CT）對其中的11個標本進行分析，通過近一年的高精度三維圖像重建工作，精細還原了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，研究認為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，極易從現生個體中發現。巨型精子將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。

本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。該發現也是已知最早的動物精子記錄，將其化石記錄提前了至少5000萬年。該化石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沒有發生改變，同時也進一步表明介形蟲的這種利用巨型精子進行有性生殖的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了一個重要實例。本研究還認為這種包含巨型精子的複雜生殖行為提高了介形蟲交配的成功率，促進了非海相介形類在晚中生代的輻射演化。

本研究工作由中國科學院、科技部和國家自然科學基金委資助。南京古生物所吳素萍協助完成顯微CT實驗，楊定華繪製了生態復原圖。

論文信息：Wang H, Matzke-Karasz R, Horne DJ, Zhao X, Cao M, Zhang H, Wang B. 2020 Exceptional preservation of reproductive organs and giant sperm in Cretaceous ostracods. Proceedings of the Royal Society B 20201661. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2020.1661.