一對“兔耳朵”,這種三葉蟲踏入進(jìn)化“死胡同”
它們和其他三葉蟲生活在一起,但它們是特立獨行的;它們生活在海底,"一對長兔子耳朵";它們存在很短時間,但它們寫了一個關(guān)于三葉蟲進(jìn)化的驚人故事。
11月23日,科技日報記者從中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物學(xué)研究所獲悉,孫志新博士、曾韓博士和研究所寒武紀(jì)爆炸研究隊研究生趙方晨在山東濰坊華北平臺上的中寒武紀(jì)饅頭地層中發(fā)現(xiàn)了一種獨特類型的三葉蟲,因為三葉草具有特殊的頭部輪廓,類似于一對兔耳。
這個發(fā)現(xiàn)出乎意料。孫志新告訴記者,耳廓型范特克斯的"大耳朵"是一種生命策略,還是進(jìn)入了生物進(jìn)化的"死胡同",這需要更多的證據(jù)來研究,但無論如何,它為探索寒武紀(jì)三葉草頭殼的專業(yè)化提供了一個重要的案例。
寒武紀(jì)三葉蟲的分類多樣性達(dá)到高峰,但在這一時期,有數(shù)百種種類相似。直到奧陶世中晚期,三葉草才達(dá)到形態(tài)分化的高峰。孫志新說,這種進(jìn)化方式,人們真的猜不出三葉草的"怪脾氣"。
例如,在寒武紀(jì)早期和中部,三葉草的"三大流派"之一是形態(tài)"保守主義"的代表。在其鼎盛時期,它曾經(jīng)占據(jù)了整個三葉草家族多樣性的一半,持續(xù)了數(shù)千萬年,但它們的形狀趨于相同,尤其是它們的頭部在進(jìn)化過程中更加保守,這也使研究人員對他們的進(jìn)化史感到困惑。
兔耳"可以用來混淆天敵和捕食天敵。
2018年,孫志新和他的導(dǎo)師趙芳辰等人來到山東濰坊。這里有一個地層剖面,屬于華北地臺中寒武紀(jì)饅頭組。它是研究三葉蟲及其生態(tài)環(huán)境的極好地層。多年來一直在這里挖掘和研究。
出乎意料的是,這一次的挖掘發(fā)現(xiàn)了意想不到的發(fā)現(xiàn)。"我們首先發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的三葉幼蟲,頭看起來像馬鞍,其中大部分都被半圓形的傳統(tǒng)三葉蟲包圍。"孫志新說。
這些奇怪的三葉蟲數(shù)量不多,化石似乎是支離破碎的。2019年5月,他們發(fā)現(xiàn)了一具完整的成人化石,直到那時,才出現(xiàn)了耳朵狀的范泰西(Van Tessi)。
耳朵頭窄而長,長度接近背殼總長度的一半;前鞍區(qū)向前延伸,中間有一個缺口,使頭蓋的前部看起來像一對"兔耳"。由于頭蓋的特殊形狀,可移動的臉頰被專門化為側(cè)邊的直砍刀。
這些特征及其眼脊和馬鞍的特殊特征,使耳形范泰西與同期其他三葉蟲不同,成為寒武紀(jì)三葉科的又一新成員,也成為寒武紀(jì)三葉科中罕見的頭部特異類群。
孫志新說,與同層其他三葉昆蟲相比,大多數(shù)凡泰什昆蟲的頭部頭蓋骨前部已被打破,說明耳形范特西昆蟲的頭部蓋可能比正常三葉蟲的半圓形頭部蓋更易受傷害,因此,耳形范泰西的獨特形狀可能與捕食、迷惑天敵等其他因素有關(guān)。
生命進(jìn)化的歷史證明,許多高度專業(yè)化的群體在面對環(huán)境變化時對壓力的抵抗力較低,而耳形范特克斯的頭部看起來像這樣,這可能是三葉蟲進(jìn)化過程中‘勇敢的一步’,但這也可能是一個不太成功的步驟。孫志新說,他們共發(fā)現(xiàn)了50塊耳形范塔西化石,與同一地層中的其他三葉蟲相比,數(shù)量很小,而且形成是一個快速沉積形成,表明耳形范泰西已經(jīng)存在很長一段時間了。從那以后,再也沒有其他三葉草長成了這樣的"兔耳",而特立獨行的人已經(jīng)成為生命的終極之歌。