层孔海绵是奥陶纪-泥盆纪标志性的浅海造礁动物之一，在礁构建中的作用、生态地位和地理分布方面类似于现代珊瑚。在中奥陶世达瑞威尔晚期，层孔海绵几乎同时融入热带至亚热带气候区的全球礁生态系统。由于受到奥陶纪生物大辐射事件期间海洋生物多样化的影响，这一时期的着礁生态系统从微生物主导向层孔海绵和珊瑚主导转变。然而，层孔海绵突然融入礁生态系统引发了一系列科学问题：最早的层孔海绵何时出现？它们如何获得矿化骨骼？最早的层孔海绵在古生态中扮演什么角色？它们如何成为礁生态系统的重要组成部分？层孔海绵如何在全球范围内几乎同时分布并对礁生态系统做出贡献？这些因为缺少早期层孔海绵的化石记录而无从得知。中国科学院南京地质古生物研究所早古生代研究团队与韩国古生物研究团队等，在湖北省宜昌市远安县发现了约4.8亿年前的层孔海绵化石，并命名为嫘祖冠毛层孔海绵（Lophiostroma leizunia sp. nov. Jeon）。这是全球发现的迄今为止最古老的层孔海绵化石。这一发现将造礁的层孔海绵的化石记录提前了约2000万年，揭示了早期礁生态系统和生物矿化演化的独特机制。以往研究表明，海绵化石骨骼建造要么是碳酸钙，要么是硅。该研究发现，嫘祖冠毛层孔海绵通过氟磷灰石构建骨骼，这在整个海绵类中尚未见过。这一新发现确立了多孔动物门，这是第一个已知的利用硅、碳酸钙和磷酸钙三种主要生物矿物质的后生动物门。早期层孔海绵骨骼中磷酸盐的存在，拓展了人类对早期动物生物矿化能力的认知，表明早期海绵可能具备多样化生物矿化策略所需的遗传能力。进一步，研究显示，嫘祖冠毛层孔海绵形成复杂的礁结构，在框架构建和结合其他造礁生物组分如钙微生物、石松海绵、瓶筐石、棘皮动物等方面发挥了关键作用。这些早期的层孔海绵建造的礁结构的复杂性，可以媲美后来的礁生态系统。研究认为，嫘祖冠毛层孔海绵可能代表磷酸盐生物矿化的早期“实验品”，后来在海洋化学变化的背景下被基于碳酸盐的海绵所取代。这强调了环境因素在塑造生物演化过程中的重要性。上述研究推进了科研人员对早期生命演化的理解，为未来研究早期地球环境与生物相互作用提供了新方向，并展示了生物多样性和生态系统复杂性在约4.8亿年前的地球历史早期阶段便已存在，为探讨现代海洋生态系统的起源和演化提供了线索。4月1日，相关研究成果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。论文链接嫘祖冠毛层孔海绵构造：纵切面（A-D、F、G）和横切面（E、H-I）特征嫘祖冠毛层孔海绵的元素分布宜昌远安发现的早奥陶纪层孔海绵-棘皮动物生物礁