从蜗牛壳到人类股骨，动物的“硬骨架”从何而来？位于陕西西安的西北大学张志飞教授团队9月29日通报，在华北寒武纪早期猴家山组5.1亿年前地层中，首次发现由上皮组织控制生长的矿化骨骼——“开腔骨”化石，为地球动物骨骼起源提供迄今最早组织学证据。成果以亮点封面论文发表于美国地质学会旗舰期刊《GEOLOGY》2025年第10期。

Geology 2025年第10期封面

团队利用显微CT、聚焦离子束-电镜联用等技术，对数百枚仅300微米的骨片开展亚微米级扫描，发现表面保存完整的蜂巢状多边形网，其形态、尺度与现生珠母贝棱柱层有机质框架高度一致，表明矿化过程受表皮细胞严密调控。研究据此推断，5亿年前的开腔骨类已具备现代真后生动物“上皮组织诱导、有机框架成骨”机制，否定了其属海绵动物的传统认识。

华北寒武系第四阶猴家山组中保存多边形有机质框架结构的开腔骨骨片

寒武系第四阶猴家山组开腔骨骨片上保存多边形有机质框架结构（A-D）与软体动物棱柱层的多边形结构（E-H），在大小与形状上均有极大的相似性

专家指出，该发现把“组织控矿”记录前推至寒武纪大爆发最早期，证实当时低等疑难动物也能构建复杂矿化骨骼，为“捕食者—猎物军备竞赛”假说提供关键组织学支撑。项目由国家自然科学基金、国家重点研发计划资助，被评审专家誉为“古生物学与生物矿化交叉的里程碑”。

开腔骨骨片矿化恢复图，指示开腔骨骨片的形成与矿化受表皮细胞控制

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