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(lái)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(huì )頓時(shí)屏住呼吸、面色凝重？然而它們的遠祖竟然還有點(diǎn)萌，拇指大小的身體，頭上長(cháng)著(zhù)好多“腳”，還有著(zhù)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(lèi)生物均屬于螯肢動(dòng)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(lèi)化石的研究在英國《自然》（Nature）雜志在線(xiàn)發(fā)表，為螯肢動(dòng)物的起源提供了新的證據（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(lái)源：聯(lián)合國瀕危野生動(dòng)植物國際貿易公約 CITES）

活得比人久：進(jìn)化了5億年的螯肢動(dòng)物們

節肢動(dòng)物門(mén)是動(dòng)物界最大的一門(mén)，全世界約有120萬(wàn)現存種，占整個(gè)現今動(dòng)物種數的80%?，F生的節肢動(dòng)物主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是以蝎子、蜘蛛、蜱螨、鱟等為代表的螯肢類(lèi)；另一類(lèi)是由多足類(lèi)（以蜈蚣、馬陸等為代表）、甲殼類(lèi)（以蝦、蟹等為代表）和六足類(lèi)（以昆蟲(chóng)為代表）組成的有顎類(lèi)。

現今節肢動(dòng)物主要分為有顎類(lèi)和螯肢類(lèi)（圖片來(lái)源：南京古生物所制作）

圖示有顎類(lèi)和螯肢類(lèi)的主要區別（圖片來(lái)源：南京古生物所制作）

最早的分節兩側對稱(chēng)動(dòng)物起源于埃迪卡拉紀，節肢動(dòng)物很可能在此時(shí)期已經(jīng)出現（點(diǎn)此詳解：教科書(shū)又要改寫(xiě)了？這條蟲(chóng)子的出現，是動(dòng)物早期演化史的巨大飛躍）。到了寒武紀大爆發(fā)期間，絕大多數節肢動(dòng)物類(lèi)群已經(jīng)起源甚至發(fā)生輻射，但螯肢動(dòng)物在寒武紀是否已經(jīng)起源一直不是很清楚。

寒武紀大爆發(fā)的盛況（圖片來(lái)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，在寒武紀中期布爾吉斯頁(yè)巖動(dòng)物群中發(fā)現了一種莫里森蟲(chóng)（Mollisonia plenovenatrix）新物種，代表了目前已知最古老的螯肢類(lèi)節肢動(dòng)物。這項研究將螯肢動(dòng)物的起源時(shí)間提前到了5億年前，比之前發(fā)現的確認的螯肢動(dòng)物化石提前了約3000萬(wàn)年。相關(guān)發(fā)現于2019年9月11日在線(xiàn)發(fā)表于國際著(zhù)名科學(xué)期刊《自然》（Nature）雜志。

新發(fā)現的莫里森蟲(chóng)化石（圖片來(lái)源：南京古生物所）

別看它是大眼萌物

兇狠起來(lái)還能徒“手”撕獵物

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

莫里森蟲(chóng)化石復原圖，注意兩只大眼睛中間有一對“小鉗子”（圖片來(lái)源：Joanna Liang 制作）

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

莫里森蟲(chóng)的螯肢與現生駱駝蛛（右上）螯肢的對比（圖片來(lái)源：南京古生物所）

莫里森蟲(chóng)標本展現了確鑿的“螯肢”特征。在這項發(fā)現之前，盡管一部分寒武紀節肢動(dòng)物具有明顯的似螯肢類(lèi)特征，但螯肢類(lèi)最典型的“螯肢”尚未在寒武紀化石中得到證實(shí)。

莫里森蟲(chóng)的特征結構示意圖（圖片來(lái)源：Jean-Bernard Caron 制作）

此外，莫里森蟲(chóng)身體后部的附肢上具有三片鰓一樣的構造，這和螯肢類(lèi)身體后部成對的特化呼吸器官“書(shū)鰓”或“書(shū)肺”相似。這進(jìn)一步表明莫里森蟲(chóng)盡管是原始的螯肢類(lèi)，但和現代的螯肢類(lèi)在形態(tài)上已相當接近。

現生鱟的螯肢、書(shū)鰓等結構（圖片來(lái)源：加拿大安大略皇家博物館）

莫里森蟲(chóng)具有相當發(fā)育的步行足，因而被認為是生活在海底的捕食動(dòng)物。由于莫里森蟲(chóng)和現代螯肢類(lèi)形態(tài)相近，說(shuō)明螯肢類(lèi)節肢動(dòng)物可能在寒武紀快速出現并迅速占據了其它節肢動(dòng)物涉足較少的海底微型捕食生態(tài)位。而螯肢類(lèi)的起源很可能發(fā)生在寒武紀的更早期，即動(dòng)物的“寒武紀大爆發(fā)”真正發(fā)生的時(shí)候。

莫里森蟲(chóng)在節肢動(dòng)物樹(shù)上的演化位置（圖片來(lái)源：Cédric Aria 制作）

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

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

這項新發(fā)現進(jìn)一步體現了寒武紀化石庫的科學(xué)重要性。加拿大布爾吉斯頁(yè)巖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(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(zhù)名化石充分展現了動(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(chóng)中展現的那樣。

5.18億年前澄江生物群化石（圖片來(lái)源：南京古生物所）

結語(yǔ)：

通過(guò)對這些軟軀體化石寶庫的持續研究，相信會(huì )有更多的新發(fā)現不斷完善人們對我們所在的這個(gè)星球上的動(dòng)物起源和演化的認識，特別是對神奇的寒武紀大爆發(fā)的認識。

本次發(fā)現及相關(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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