脊椎動物是如何起源的？人類的眼睛、鼻子和耳朵是同時出現還是起源於多次進化事件？脊椎動物是先發育出脊椎還是頭顱？這些困惑了科學界一個半世紀的問題，在中國科學院南京地質古生物研究所陳均遠教授等人關於“海口蟲”的最新研究中找到了答案。
海口蟲化石發現于昆明海口附近5.3億年前下寒武紀的古老地層中，屬於澄江動物群的一部分。為探索脊椎動物的起源，從1995起，陳均遠教授採集了300多塊海口蟲化石標本，並和美國脊椎動物專家J.Mallatt教授開展了系統分支生物學的研究，先後與台灣清華大學細胞生物學家李家維、美國文昌魚專家N. Holland合作，陸續發現海口蟲有原脊椎、上下唇、嗅覺神經、視覺神經、鼻孔、肌肉纖維和腹部肌肉等重要的解剖學構造。證明海口蟲是一種由無脊椎動物向脊椎動物進化過程中的中間類型生物，為人類解開脊椎動物起源之謎提供了科學實證。
科研小組對海口蟲腦的結構作了新的解釋，認為海口蟲雖然已經有了較大的腦，但與現代脊椎動物不同，它缺乏用來學習和記憶用的完整端腦，主要由間腦、中腦和後腦構成。在海口蟲兩塊背腹壓扁標本間，科研小組發現海口蟲間腦前端有一對突起，認定為嗅覺神經，而嗅覺功能是端腦的原始功能，這表明海口蟲雖然沒有完整的端腦，但已經有了以嗅覺神經為代表的原始性質的端腦。這證明了脊椎動物腦的起源以間腦的擴增為特徵，端腦較晚出現，端腦的擴增和演化最終導致了包括人類在內的智慧生命出現。
脊椎骨是脊椎動物一個重要特徵，是由文昌魚等動物體內的“脊索”變化而來的，但其變化過程一直令人不解。在海口蟲體內發現了原脊椎，為“脊索——原脊椎——脊椎骨”這一進化過程提供了新的科學解釋。
現生脊椎動物有發達的眼睛、鼻子和耳朵，這些感覺器官是否同時出現或者通過多次事件演變而來？這一直是一個有爭議性的科學問題。海口蟲只有側眼，沒有類似于耳朵的聽覺器官這一事實解釋了這一謎團：感覺器官不是同時出現，其中視覺器官即眼睛出現最早，而嗅覺神經和鼻孔構造表明嗅覺器官在海口蟲時期已經出現了。此外，海口蟲的鰓裂較寬，鰓弓很粗，有關節，是運用肌肉伸縮泵水來獲取食物，進食方式已由消極濾食進化到了積極濾食。
對海口蟲的最新研究還改變了科學界對脊椎動物的傳統分類。過去科學界曾認為脊椎骨或頭顱是脊椎動物的主要特徵，但科學研究日益表明這種界定存在明顯的缺陷，海口蟲沒有頭卻仍然屬於脊椎動物。陳均遠教授等提出了“神經脊動物”的新概念，把有無神經脊作為區別無脊椎動物與脊椎動物關鍵特徵，神經脊動物包括了海口蟲和雲南蟲在內的脊椎動物的祖先類群和冠支類群。
據了解，目前這一學術成果即將完整出版，有關成果已得到了國際學術界的高度讚賞。（李舒 范卉）
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