它們與其它三葉蟲(chóng)生活在一起，但是卻特立獨(dú)行;它們生活在海底，卻長(zhǎng)著“一對(duì)長(zhǎng)長(zhǎng)的兔耳朵”;它們存在的時(shí)間很短暫，卻為三葉蟲(chóng)演化史書(shū)寫(xiě)了驚嘆的一筆……

科技日?qǐng)?bào)記者11月23日從中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，該所寒武紀(jì)大爆發(fā)研究團(tuán)隊(duì)的碩士研究生孫智新、博士曾晗和研究員趙方臣，在位于山東濰坊的華北地臺(tái)寒武紀(jì)中期饅頭組地層中，發(fā)現(xiàn)一類獨(dú)特的三葉蟲(chóng)。由于該三葉蟲(chóng)具有特殊的頭部輪廓，酷似一對(duì)兔耳朵，因此被命名為“耳形范特西蟲(chóng)”。

“這個(gè)發(fā)現(xiàn)是出人意料的，它長(zhǎng)得太奇怪、太令人驚嘆了。”孫智新告記者，耳形范特西蟲(chóng)的“大耳朵”究竟是一種生活策略，還是走進(jìn)了生物演化的“死胡同”，需要更多的證據(jù)進(jìn)行研究，但是不管怎么說(shuō)，它都為探究寒武紀(jì)三葉蟲(chóng)頭殼形態(tài)特化提供了重要案例。

因循守舊的“怪脾氣”讓人猜不透

三葉蟲(chóng)是一種奇特的遠(yuǎn)古動(dòng)物，半圓形的頭部、紋理分明的肋葉，讓它們看起來(lái)就像戴著頭盔的武士。

它們是寒武紀(jì)的霸主，有科學(xué)家把寒武紀(jì)稱為“三葉蟲(chóng)的時(shí)代”。從距今5.2億年前的寒武紀(jì)早期開(kāi)始登場(chǎng)，到2.4億年前的二疊紀(jì)完全滅絕，三葉蟲(chóng)前后在地球上生存了3.2億多年，可見(jiàn)它的生命力極強(qiáng)。

在漫長(zhǎng)的時(shí)間長(zhǎng)河中，它們演化出繁多的種類，有的長(zhǎng)達(dá)70厘米，有的只有2毫米。但是在寒武紀(jì)早中期的數(shù)千萬(wàn)年里，很多三葉蟲(chóng)卻是因循守舊的“保守派”，老祖宗傳給它們的形態(tài)基本沒(méi)什么改變。

“三葉蟲(chóng)在寒武紀(jì)達(dá)到了其分類多樣性的最高峰，但是這一時(shí)期成百上千個(gè)種屬之間比較相似。一直到了奧陶紀(jì)中晚期，三葉蟲(chóng)才達(dá)到形態(tài)分異度的巔峰。”孫智新說(shuō)，這種演化方式，讓人著實(shí)猜不透三葉蟲(chóng)的“怪脾氣”。

比如，寒武紀(jì)早中期多節(jié)類三葉蟲(chóng)“三大門派”之一的褶頰蟲(chóng)類，就是形態(tài)“保守”的代表。極盛時(shí)期，它曾經(jīng)占據(jù)整個(gè)三葉蟲(chóng)家族多樣性的半壁江山，前后延續(xù)數(shù)千萬(wàn)年，但是它們的形態(tài)往往大同小異，尤其是它們的頭部在演化過(guò)程中更加保守，這也讓科研人員為其演化歷史所困擾。

“過(guò)去，也曾發(fā)現(xiàn)頭部特化的褶頰蟲(chóng)類，但是僅限于在頭蓋邊緣加厚并伸出一根或數(shù)根長(zhǎng)刺，而且這樣的例子也是屈指可數(shù)。”孫智新說(shuō)道，這或許與寒武紀(jì)三葉蟲(chóng)缺乏群落與生態(tài)環(huán)境分異有很大的關(guān)系。

作為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)中“跑在最前面”的物種，三葉蟲(chóng)剛出現(xiàn)時(shí)，周圍并沒(méi)有那么多競(jìng)爭(zhēng)者，它們大多也聚集在淺海生活。但到了奧陶紀(jì)，競(jìng)爭(zhēng)和掠食者逐漸增多，為了適應(yīng)環(huán)境，三葉蟲(chóng)進(jìn)入深海“跑馬圈地”，因此有一些三葉蟲(chóng)進(jìn)化出不同的眼睛位置、更硬的外骨骼以及必要的生存技能，這些適應(yīng)能力讓三葉蟲(chóng)在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的海底世界顯得更加游刃有余。

“兔耳朵”或?yàn)槊曰筇鞌臣安妒?/p>

2018年，孫智新與導(dǎo)師趙方臣研究員等一行來(lái)到山東濰坊，這里有一處地層剖面，屬于華北地臺(tái)寒武紀(jì)中期饅頭組，是研究三葉蟲(chóng)及其生態(tài)環(huán)境的優(yōu)良地層，他們?cè)诖艘寻l(fā)掘研究多年。

沒(méi)想到，這一次挖掘卻有意想不到的發(fā)現(xiàn)。“我們首先是發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的三葉蟲(chóng)幼蟲(chóng)頭部，看起來(lái)像個(gè)‘馬鞍’，而它們的周圍大多是傳統(tǒng)的三葉蟲(chóng)，頭部是半圓形。”孫智新說(shuō)道。

這些奇特三葉蟲(chóng)數(shù)量并不多，而且化石顯得支離破碎。2019年5月，他們找到一枚完整的成蟲(chóng)化石，直到這時(shí)，耳形范特西蟲(chóng)才現(xiàn)出真容。

耳形范特西蟲(chóng)的頭部狹長(zhǎng)，其長(zhǎng)度接近背殼總長(zhǎng)度的一半;鞍前區(qū)向前延長(zhǎng)，中部有一個(gè)凹口，使頭蓋前部形似一對(duì)“兔子耳朵”;由于特殊的頭蓋形態(tài)，活動(dòng)頰特化成側(cè)邊緣平直的砍刀狀。

這些特征及其特殊的眼脊和頭鞍特征，使耳形范特西蟲(chóng)不同于同時(shí)期的其他三葉蟲(chóng)屬，成為寒武紀(jì)三葉蟲(chóng)家族的又一新成員，也成為褶頰蟲(chóng)家族中罕見(jiàn)的頭部特化類群。

孫智新表示，和同層的其他三葉蟲(chóng)相比，大部分范特西蟲(chóng)頭蓋化石的前部已破損折斷，這說(shuō)明與正常三葉蟲(chóng)的半圓形頭蓋相比，耳形范特西蟲(chóng)“異型”的頭蓋可能更加脆弱。因此，耳形范特西蟲(chóng)獨(dú)特的外形可能與捕食、迷惑天敵等其他因素有關(guān)。

“生命演化史已證明，許多高度特化的類群在環(huán)境變化面前抗逆性較弱，耳形范特西蟲(chóng)的頭部長(zhǎng)成這個(gè)樣子，或許是三葉蟲(chóng)在演化中走出的‘勇敢一步’，但也有可能是不太成功的一步。”孫智新說(shuō)，他們總共發(fā)現(xiàn)了50枚耳形范特西蟲(chóng)化石，與同地層其它三葉蟲(chóng)相比，數(shù)量很少，而且該地層屬于快速沉積地層，說(shuō)明耳形范特西蟲(chóng)存在的時(shí)間并不長(zhǎng)。在此之后，再也沒(méi)有其它三葉蟲(chóng)長(zhǎng)出這樣的“兔耳朵”來(lái)，特立獨(dú)行成為生命的絕唱。

關(guān)鍵詞： 生物進(jìn)化史 三葉蟲(chóng)