近日，西北大学地质学系贠浩副教授、张兴亮教授与中国科学院南京地质古生物研究所、澳大利亚麦考瑞大学、德国哥廷根大学等单位合作，在国际知名期刊《通讯生物学》（Communications Biology）发表学术论文，解读了寒武纪“疑难”类群开腔骨动物的支序谱系及其演化意义，证明开腔骨是一类已灭绝的门级别的基础后生动物。

开腔骨动物最早发现于二十世纪初，因其具有简单的圆柱形身体和针刺状的外骨骼，多年来被视为海绵动物的一个分支。然而，大量开腔骨骨骼化石在寒武纪早期小壳化石群中的发现，证明这类动物的骨片（sclerite）具有独特的空腔射管和纤维状微观结构，与海绵骨针迥然不同。后续的研究也逐渐发现了的一系列谜题，例如，开腔骨怎样摄食、如何获取营养？它们特殊的空心骨骼是如何产生的？更重要的是，开腔骨在动物演化树中究竟占据着什么位置？可以说，开腔骨动物身上掩藏着百年难题，不断挑战着古生物和生物学者的认知。

张兴亮教授团队经过十年的针对性研究，对大量小壳化石、特异埋藏软躯体化石以及其他保存方式各异的化石标本进行了综合分析，全面重建了开腔骨动物的解剖学特征（图1）。这些研究表明，开腔骨的身体构型堪称独特，难以与任何现生动物门类进行对比：

（1）开腔骨动物具有类似海绵动物的固着生活的囊状身体，但其柔韧的、具有褶皱和瘤状突起的表皮以及基于有机模板的生物矿化方式都与海绵动物门截然不同。

（2）开腔骨动物的表皮可以对应于扁盘动物门和真后生动物（包括刺胞动物、栉水母和两侧对称动物），而其相对较大且直立的身体形状、具有分化细胞和组织的生物矿化体系以及可能存在的表皮肌肉细胞，都体现了比扁盘动物更为复杂的身体构型；但开腔骨动物没有触手、内脏或特定的神经系统，使其与现生真后生动物的身体构型都有差别。

（3）开腔骨动物的骨片具有规则的纤维状微观结构，与许多真后生动物（如刺胞动物和软体动物）的骨骼结构极为相似。但值得注意的是，这种生物矿化系统可能是寒武纪大爆发期间不同动物类群通过共同选配“生物矿化工具包基因”（Biomineralization Toolkit Genes）而独立获得的。

图1 澄江生物群中的开腔骨化石及其形态复原图

在最新研究中，贠浩等对现有的开腔骨软躯体化石和骨片化石记录进行了详细梳理，将归纳的形态学信息运用到了分支系统学分析之中。在得出的系统发育树中，开腔骨目形成了一个单系分支，整体位于扁盘动物（Placozoa）和所有现生真后生动物（包括栉水母、刺胞动物和两侧对称动物）之间（图2），说明开腔骨动物是表皮动物（Epitheliozoa）的一个已灭绝的分支，属于真后生动物的总群，并且很可能是真后生动物的干群。

图2 开腔骨动物的支序谱系与演化意义

寒武纪大爆发记录了动物形态空间（morphospace）的快速扩展、跨门类生物矿化的同时出现以及海洋生态系统的复杂化。从现代动物谱系分类学的角度来看，寒武纪时期后生动物各个支系中基本都存在干群（stem group）和冠群（crown group）共存的现象；而根据林奈分类法，许多干群类型都属于纲级和门级的分类单元。开腔骨动物作为一类干群动物和门级别的灭绝生物，代表了后生动物在寒武纪大爆发时期的形态创新，填补了动物进化树早期分支之间的形态学空白。

西北大学地质学系贠浩副教授为论文第一作者和通讯作者，张兴亮教授为共同通讯作者。论文信息：

Yun H., Zhang X., Brock, G.A., Han J., Li L., Pan B., Li G., Reitner J., 2025. An extinct clade of the basal Epitheliozoa: phylogenetic position and implication of the enigmatic Cambrian chancelloriids. Communications Biology 8: 1198, https://doi.org/10.1038/s42003-025-08655-y.