作者：曾晗 陳孝政（中國科學(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（ID：kexuedayuan）

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看到蝎子、蜘蛛的你，是不是會頓時屏住呼吸、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，頭上長著好多“腳”，還有著一雙卵形大眼。而嘴邊的一對“小鉗子”則暴露了他們的真正身份——這類生物均屬于螯肢動物。2019年9月11日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所等對五億年前最早的螯肢類化石的研究在英國《自然》（Nature）雜志在線發(fā)表，為螯肢動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)合國瀕危野生動植物國際貿(mào)易公約 CITES）

活得比人久：進(jìn)化了5億年的螯肢動物們

節(jié)肢動物門是動物界最大的一門，全世界約有120萬現(xiàn)存種，占整個現(xiàn)今動物種數(shù)的80%?，F(xiàn)生的節(jié)肢動物主要分為兩大類：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)對稱動物起源于埃迪卡拉紀(jì)，節(jié)肢動物很可能在此時期已經(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)肢動物類群已經(jīng)起源甚至發(fā)生輻射，但螯肢動物在寒武紀(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，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎課題組法國籍博士后塞德里克·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)肢動物。這項(xiàng)研究將螯肢動物的起源時間提前到了5億年前，比之前發(fā)現(xiàn)的確認(rèn)的螯肢動物化石提前了約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物。它長有一雙卵形大眼睛、具長步行肢，其“多功能”頭部長有多對附肢，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“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)育有一對小型的鉗狀附肢，稱為“螯肢”。這對典型的附肢使得蝎子和蜘蛛等節(jié)肢動物能夠擊殺、夾持和切碎獵物，也因此將這類節(jié)肢動物命名為“螯肢動物”。

莫里森蟲的螯肢與現(xiàn)生駱駝蛛（右上）螯肢的對比（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，即動物的“寒武紀(jì)大爆發(fā)”真正發(fā)生的時候。

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

莫里森蟲最早在一個世紀(jì)前由美國著名古生物學(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(xiàn)了動物的軟軀體形態(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：

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

本次發(fā)現(xiàn)及相關(guān)研究得到了多國科研基金、中國科學(xué)院國際人才計劃和中國博士后科學(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.


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