作者：曾晗 陳孝政（中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所）

文章來源于科學(xué)大院公眾號(hào)（ID：kexuedayuan）

——

看到蝎子、蜘蛛的你，是不是會(huì)頓時(shí)屏住呼吸、面色凝重？然而它們的遠(yuǎn)祖竟然還有點(diǎn)萌，拇指大小的身體，頭上長(zhǎng)著好多“腳”，還有著一雙卵形大眼。而嘴邊的一對(duì)“小鉗子”則暴露了他們的真正身份——這類生物均屬于螯肢動(dòng)物。2019年9月11日，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所等對(duì)五億年前最早的螯肢類化石的研究在英國(guó)《自然》（Nature）雜志在線發(fā)表，為螯肢動(dòng)物的起源提供了新的證據(jù)（戳“閱讀原文”看論文~）。

世界這么大，你知道有多少物種嗎？（圖片來源：聯(lián)合國(guó)瀕危野生動(dòng)植物國(guó)際貿(mào)易公約 CITES）

活得比人久：進(jìn)化了5億年的螯肢動(dòng)物們

節(jié)肢動(dòng)物門是動(dòng)物界最大的一門，全世界約有120萬現(xiàn)存種，占整個(gè)現(xiàn)今動(dòng)物種數(shù)的80%。現(xiàn)生的節(jié)肢動(dòng)物主要分為兩大類：一類是以蝎子、蜘蛛、蜱螨、鱟等為代表的螯肢類；另一類是由多足類（以蜈蚣、馬陸等為代表）、甲殼類（以蝦、蟹等為代表）和六足類（以昆蟲為代表）組成的有顎類。

現(xiàn)今節(jié)肢動(dòng)物主要分為有顎類和螯肢類（圖片來源：南京古生物所制作）

圖示有顎類和螯肢類的主要區(qū)別（圖片來源：南京古生物所制作）

最早的分節(jié)兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物起源于埃迪卡拉紀(jì)，節(jié)肢動(dòng)物很可能在此時(shí)期已經(jīng)出現(xiàn)（點(diǎn)此詳解：教科書又要改寫了？這條蟲子的出現(xiàn)，是動(dòng)物早期演化史的巨大飛躍）。到了寒武紀(jì)大爆發(fā)期間，絕大多數(shù)節(jié)肢動(dòng)物類群已經(jīng)起源甚至發(fā)生輻射，但螯肢動(dòng)物在寒武紀(jì)是否已經(jīng)起源一直不是很清楚。

寒武紀(jì)大爆發(fā)的盛況（圖片來源：改自Science）

近日，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎課題組法國(guó)籍博士后塞德里克·阿里亞（Cedric Aria）和加拿大安大略皇家博物館同行合作，在寒武紀(jì)中期布爾吉斯頁巖動(dòng)物群中發(fā)現(xiàn)了一種莫里森蟲（Mollisonia plenovenatrix）新物種，代表了目前已知最古老的螯肢類節(jié)肢動(dòng)物。這項(xiàng)研究將螯肢動(dòng)物的起源時(shí)間提前到了5億年前，比之前發(fā)現(xiàn)的確認(rèn)的螯肢動(dòng)物化石提前了約3000萬年。相關(guān)發(fā)現(xiàn)于2019年9月11日在線發(fā)表于國(guó)際著名科學(xué)期刊《自然》（Nature）雜志。

新發(fā)現(xiàn)的莫里森蟲化石（圖片來源：南京古生物所）

別看它是大眼萌物

兇狠起來還能徒“手”撕獵物

盡管只有拇指大小，但莫里森蟲很可能是兇猛的捕食動(dòng)物。它長(zhǎng)有一雙卵形大眼睛、具長(zhǎng)步行肢，其“多功能”頭部長(zhǎng)有多對(duì)附肢，分別執(zhí)行感覺、抓握、粉碎和咀嚼功能。

莫里森蟲化石復(fù)原圖，注意兩只大眼睛中間有一對(duì)“小鉗子”（圖片來源：Joanna Liang 制作）

最重要的是，莫里森蟲在其口部前方發(fā)育有一對(duì)小型的鉗狀附肢，稱為“螯肢”。這對(duì)典型的附肢使得蝎子和蜘蛛等節(jié)肢動(dòng)物能夠擊殺、夾持和切碎獵物，也因此將這類節(jié)肢動(dòng)物命名為“螯肢動(dòng)物”。

莫里森蟲的螯肢與現(xiàn)生駱駝蛛（右上）螯肢的對(duì)比（圖片來源：南京古生物所）

莫里森蟲標(biāo)本展現(xiàn)了確鑿的“螯肢”特征。在這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)之前，盡管一部分寒武紀(jì)節(jié)肢動(dòng)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(jì)化石中得到證實(shí)。

莫里森蟲的特征結(jié)構(gòu)示意圖（圖片來源：Jean-Bernard Caron 制作）

此外，莫里森蟲身體后部的附肢上具有三片鰓一樣的構(gòu)造，這和螯肢類身體后部成對(duì)的特化呼吸器官“書鰓”或“書肺”相似。這進(jìn)一步表明莫里森蟲盡管是原始的螯肢類，但和現(xiàn)代的螯肢類在形態(tài)上已相當(dāng)接近。

現(xiàn)生鱟的螯肢、書鰓等結(jié)構(gòu)（圖片來源：加拿大安大略皇家博物館）

莫里森蟲具有相當(dāng)發(fā)育的步行足，因而被認(rèn)為是生活在海底的捕食動(dòng)物。由于莫里森蟲和現(xiàn)代螯肢類形態(tài)相近，說明螯肢類節(jié)肢動(dòng)物可能在寒武紀(jì)快速出現(xiàn)并迅速占據(jù)了其它節(jié)肢動(dòng)物涉足較少的海底微型捕食生態(tài)位。而螯肢類的起源很可能發(fā)生在寒武紀(jì)的更早期，即動(dòng)物的“寒武紀(jì)大爆發(fā)”真正發(fā)生的時(shí)候。

莫里森蟲在節(jié)肢動(dòng)物樹上的演化位置（圖片來源：Cédric Aria 制作）

莫里森蟲最早在一個(gè)世紀(jì)前由美國(guó)著名古生物學(xué)家查理斯·沃科特（Charles Walcott）發(fā)現(xiàn)于加拿大落基山脈中的布爾吉斯頁巖。然而，之前這類動(dòng)物只有外骨骼被發(fā)現(xiàn)。此次的新研究采用了布爾吉斯頁巖新化石點(diǎn)“大理石谷”的化石標(biāo)本，保存了比沃科特發(fā)現(xiàn)的化石更精美的信息，首次揭示了莫里森蟲的附肢等其它軟軀體，進(jìn)而揭示了莫里森蟲的親緣關(guān)系。

科研人員在布爾吉斯頁巖新化石點(diǎn)“大理石谷”采集化石（圖片來源：加拿大安大略皇家博物館）

這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步體現(xiàn)了寒武紀(jì)化石庫的科學(xué)重要性。加拿大布爾吉斯頁巖和中國(guó)澄江生物群等寒武紀(jì)化石庫的核心重要性在于保存了“寒武紀(jì)大爆發(fā)”中快速多樣化的動(dòng)物身體造型和最早的海洋動(dòng)物群落。這些著名化石充分展現(xiàn)了動(dòng)物的軟軀體形態(tài)特征，這包括附肢、眼睛、消化道甚至神經(jīng)組織，就像莫里森蟲中展現(xiàn)的那樣。

5.18億年前澄江生物群化石（圖片來源：南京古生物所）

結(jié)語：

通過對(duì)這些軟軀體化石寶庫的持續(xù)研究，相信會(huì)有更多的新發(fā)現(xiàn)不斷完善人們對(duì)我們所在的這個(gè)星球上的動(dòng)物起源和演化的認(rèn)識(shí)，特別是對(duì)神奇的寒武紀(jì)大爆發(fā)的認(rèn)識(shí)。

本次發(fā)現(xiàn)及相關(guān)研究得到了多國(guó)科研基金、中國(guó)科學(xué)院國(guó)際人才計(jì)劃和中國(guó)博士后科學(xué)基金等的支持。

論文相關(guān)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.


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào)，在對(duì)話框：
回復(fù)【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營(yíng)】，了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識(shí)】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情