编者按：以下文章经许可转载自The Conversation，这是一个涵盖最新研究的在线出版物。
节肢动物最早出现在大约5.3亿年前的化石记录中。这些带有分节肢体的动物是地球上物种最丰富、多样性最高的动物类群。这些熟悉的生物几乎无处不在：鲎、蝎子、蜘蛛、蜱虫、千足虫和蜈蚣、螃蟹、龙虾、鼠妇、蝴蝶、蚂蚁、蚊子、甲虫等等。
节肢动物的无与伦比的成功很大程度上归功于其身体和肢体的分节结构。进化可以单独修改每个节段以用于不同的目的，从而使节肢动物能够适应几乎所有可能的环境和生活方式。现代节肢动物的肢体最基本的形式有两个分支，每个分支通常高度专业化于一种功能——例如，移动、感知环境、呼吸或交配。古生物学家面临的主要问题之一是这些双分支肢体是如何进化的。
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我们的研究 最近发表在《自然》杂志上，重点关注新发现的已灭绝的类群——奇虾的化石，以填补节肢动物的一些进化故事。
奇虾，未知的节肢动物
奇虾最早出现在大约5.3亿年前，地质时期称为寒武纪。最新已知的奇虾可以追溯到大约4.8亿年前，生活在奥陶纪时期。在我们看来，这些动物看起来非常奇异：它们的头部有一对带刺的抓握附肢和一个被带齿的板包围的圆形嘴巴。它们细长的分节身体带有用于游泳的襟翼。
几十年来，这些动物的真实性质一直困扰着我们，孤立的部分被描述为单独的动物：它们带刺的头部附肢被认为是虾的身体，带齿的嘴巴被认为是水母，而它们的完整身体则被描述为海参！直到1985年，也就是第一批奇虾化石被发现近一个世纪后，我的合著者 Derek Briggs 与已故的 Harry Whittington 才真正地将所有碎片拼凑在一起，并提出了第一个准确的重建。
尽管如此，奇虾仍然很神秘。又过了将近十年，它们才最终被识别为节肢动物。即便如此，关于它们的解剖结构和在进化中的地位的许多问题仍然存在。一个谜团涉及它们身体上襟翼的性质：人们认为奇虾只有一组襟翼，并且不清楚这些襟翼与其他节肢动物的哪个结构等效。另一个谜团围绕着它们躯干上明显完全没有肢体的问题——这对节肢动物来说相当尴尬！人们普遍认为，由于它们的游泳生活方式，奇虾在进化过程中完全失去了躯干的肢体。
奇虾进化的新背景
最近发现的一种新的巨型奇虾的保存异常完好的三维化石，讲述了一个不同的故事。收藏家在摩洛哥东南部4.8亿年前的Fezouata页岩沉积物中发现了这种动物的化石——为了纪念其发现者穆罕默德·“欧赛德”·本·穆拉，这种动物被命名为Aegirocassis benmoulae。
如今，该地区是撒哈拉沙漠中的一片岩石荒漠。但是，当这种动物还活着的时候，这个地区靠近南极，被海洋覆盖。当动物死亡时，它们沉入海底，它们的尸体被泥流覆盖。坚硬的岩石很快在它们周围形成，保护了化石免受后来的地质动荡的影响，并以精美的细节保存下来。
千百年来，化石总是会破碎成更小的碎片，需要收集后在实验室中重新组装。通常，它们仍然部分被周围的岩石覆盖。为了展现它们的全部光彩，需要仔细准备它们，使用从锤子和凿子，各种尺寸的专用气动工具来剔除岩石，到细小的针头和精细的手术刀等所有工具。在这种情况下，所有标本的准备工作花费了近1000个小时。
在清洁过程中，我发现摩洛哥的化石实际上每个节段都有两组独立的襟翼。与我的合著者Allison Daley 和Derek Briggs一起，我们随后重新检查了来自加拿大伯吉斯页岩的其他更古老的奇虾。我们发现其他物种也存在第二组襟翼，但之前被忽略了。摩洛哥的化石还显示，动物背部的带状结构（可能起鳃的作用）与上部襟翼的根部相连，并悬挂在躯干上。
因此，奇虾并没有像之前认为的那样失去躯干的肢体。相反，它们的上襟翼相当于后期节肢动物肢体的上部分支，而它们的下襟翼对应于下部分支，代表了经过改造以适应游泳的腿。这些结构在奇虾中仍然是分开的这一事实表明，经典的分支节肢动物肢体只是在后来才通过两个结构的融合而产生的。这证实了奇虾代表了节肢动物进化的一个非常早期的阶段，在节肢动物的所有肢体都出现分支之前。
Aegirocassis benmoulae 的发现从生态学的角度来看也具有重要意义。几乎所有其他的奇虾都是活跃的捕食性野兽，它们用带刺的头部肢体抓住猎物。但摩洛哥动物的头部附肢被改造成一个非常复杂的筛子，使其能够从海洋中过滤浮游生物。Aegirocassis benmoulae 达到了至少7英尺（2.1米）的巨大体型，使其成为有史以来最大的节肢动物之一。这种巨型生物在生物多样性（包括浮游生物）大规模增加的早期阶段进化而来。通过这种方式，Aegirocassis benmoulae 预示了在类似条件下，后来出现的巨型滤食性鲨鱼和鲸鱼。
摩洛哥的化石提供了迄今为止最古老的例子，表明在浮游生物多样性大规模增加的时候，巨大的以浮游生物为食的动物是从活跃的捕食者进化而来的。它们是似乎是一种普遍的进化趋势的主要例子。
Peter Van Roy 获得了美国国家科学基金会（NSF Grant EAR-1053247）和耶鲁大学皮博迪自然历史博物馆无脊椎动物古生物学部的资助。在最初对Aegirocassis benmoulae的研究期间，他获得了佛兰德斯研究基金会（FWO）生物委员会的流动资助。
本文最初发表于The Conversation。 阅读原文。