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五億年前化石揭示蠍子蜘蛛等螯肢類動物起源
2019-09-12 | 编辑: | 【

  螯肢動物是包括蠍子、蜘蛛、蜱螨和鲎等在內的超過11.5万个物种的庞大节肢动物类群,对于寒武纪大爆发期间该类群动物是否已经起源一直不是很清楚。近日,中國科學院南京地质古生物研究所朱茂炎课题组法国籍博士后塞德里克·阿裏亞(Cedric Aria)和加拿大安大略皇家博物館同行合作,在寒武紀中期布爾吉斯頁岩動物群中發現了一種莫裏森蟲(Mollisonia plenovenatrix)新物種,代表了目前已知最古老的螯肢類節肢動物。這項研究將包括螯肢動物的起源時間提前到了5億年前。相關發現于2019911日在線發表于國際著名科學期刊《自然》(Nature)雜志。 

  盡管只有拇指大小,但莫裏森蟲很可能是凶猛的捕食動物。它長有一雙卵形大眼睛、具長步行肢以及分別執行感覺、抓握、粉碎和咀嚼功能的多對附肢的“多功能”頭部。但最重要的是,莫裏森蟲在其口部前方發育有一對小型的鉗狀附肢,稱爲“螯肢”。這對典型的附肢使得蠍子和蜘蛛等節肢動物能夠擊殺、夾持和切碎獵物,並以此命名這類節肢動物爲“螯肢動物”。 

  莫裏森蟲標本展現了確鑿的“螯肢”特征。在這項發現之前,盡管一部分寒武紀節肢動物具有明顯的似螯肢類特征,但螯肢類最典型的“螯肢”尚未在寒武紀化石中得到證實。此外,莫裏森蟲身體後部的附肢上具有三片鰓一樣的構造,這和螯肢類身體後部成對的特化呼吸器官“書鰓”或“書肺”相似。這進一步表明莫裏森蟲盡管是原始的螯肢類,但和現代的螯肢類在形態上已相當接近。 

  莫裏森蟲具有相當發育的步行足,因而被認爲是生活在海底的捕食動物。由于莫裏森蟲和現代螯肢類形態相近,說明螯肢類節肢動物可能在寒武紀快速出現並迅速占據了其它節肢動物涉足較少的海底生態位。而螯肢類的起源很可能發生在寒武紀的更早期,即動物的“寒武紀大爆發”真正發生的時候。 

  莫裏森蟲最早在一個世紀前由美國著名古生物學家查理斯·沃科特發現于加拿大的布爾吉斯頁岩。然而,之前這類動物只有外骨骼被發現。此次的新研究采用了布爾吉斯頁岩新化石點“大理石谷”的化石標本,保存了比沃科特發現的化石更精美的信息,首次揭示了莫裏森蟲的附肢等其它軟軀體,進而揭示了莫裏森蟲的親緣關系。 

  這項發現進一步強調了寒武紀化石庫的科學重要性。加拿大布爾吉斯頁岩和中國澄江生物群等寒武紀化石庫的核心重要性在于保存了“寒武紀大爆發”中快速多樣化的動物身體造型和最早的海洋動物群落。這些著名化石充分展現了動物的軟軀體形態特征,這包括附肢、眼睛、消化道甚至神經組織,就像莫裏森蟲中展現的那樣。 

  相关研究得到包括中國科學院国际人才计划和中国博士后科学基金等的多国经费支持。 

  論文相關信息:Cédric Aria1 & Jean-Bernard Caron, 2019. A middle Cambrian arthropod with chelicerae and proto-book gills. Nature. DOI 10.1038/s41586-019-1525-4. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1525-4 

五億年前化石揭示蠍子蜘蛛等螯肢類動物起源

莫裏森蟲複原圖

莫裏森蟲化石

莫裏森蟲化石

莫裏森蟲在節肢動物樹上的演化位置

莫裏森蟲在節肢動物樹上的演化位置





 
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