首个泥土龙化石似乎是内外翻转的沙拉克怪兽

现代泥土龙有点可爱。然而,它们的祖先至少有一个并不可爱

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


在世界海洋的淤泥中,生活着一种名为泥土龙的小生物。虽然它们很小——没有一个超过一毫米——但如果它们和我们一样大,那将是一种可怕的地狱野兽,让人类恐惧和厌恶。它拥有外骨骼和分节的身体,顶部是一个伸缩自如的头部,挥舞着剑齿。

然而,现代泥土龙也有点可爱,在它们安静的时刻,似乎以它们自己稍微可怕的方式玩着躲猫猫的游戏。


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然而,它们的祖先至少有一个并不可爱。它与遥远星系中某种沙漠居住的捕食者惊人地相似,如果它是内外翻转的话

艺术作品由南京地质古生物研究所的杨定华创作。图5来自Zhang 等人,2015年

这是艺术家对最近在中国发现的新化石的重建。发现这种泥土龙化石祖先是一项了不起的成就。在它出现之前,从未在任何地方、任何年龄段发现过其他化石。

并不是因为缺乏尝试。科学家们多年来徒劳地寻找。泥土龙最亲近的推测亲戚——迷人的且仅在最近才被发现的铠甲动物和形状挑衅的阴茎蠕虫(即阴茎蠕虫)——都被大量发现化石化,最早可追溯到寒武纪,5.4亿至4.85亿年前。“分子钟”基于高度保守蛋白质之间稳定变化率的推测表明,泥土龙大约在与其亲戚相同的时间进化,可能在埃迪卡拉纪,超过5.5亿年前。因此,很难理解为什么它们的化石无处可寻。

泥土龙实际上被称为“动吻动物”,这可能是英语中最难拼写的单词之一,这已经说明了很多问题。我不得不尝试大约五次才最终拼对。动吻动物、泥土龙,或者随便你想怎么称呼它们,都是生活在海洋泥沙中的微小无脊椎动物。今天,只有大约240种物种,而且今天,所有物种都小于一毫米。考虑到动吻动物门是一个门——与节肢动物门、脊索动物门或刺胞动物门相同的分类等级,这并不是很多成员。

动吻动物本质上是武装和装甲的小蠕虫,因为它们没有附肢——只有头部、颈部和身体,正好有11个节段。不仅它们的外部身体是分节的,它们的环形肌和纵向肌以及称为神经节的神经束也是分节的。

虽然它们看起来可怕,但刺和钩子主要不是用来捕捉猎物,而是帮助无肢的动吻动物在它所居住的沉积物中棘轮式移动。首先,它伸出头部。头部和身体上的钩子钩住泥沙颗粒,并在它下次缩回头部时将小动物向前拉。

在头部的顶部有时有两个小眼点,称为眼点。身体内衬着刚毛,使动物具有触觉。而这种可怕的生物吃什么呢?令人惊讶的是,尽管它们拥有令人印象深刻的武器,但动吻动物是食草动物,它们要么吃硅藻——包裹在类似玻璃药盒的壳中的微小光合微生物——要么吃有机碎屑,即生物污垢。

虽然有雄性和雌性动吻动物,而且我们知道幼虫在野外独自生活,但我们并不确切知道小动吻动物是如何产生的。那是因为没有人见过它发生。

泥土龙似乎呈现出身体分节的一个例子,这种分节的进化独立于例如在脊索动物或节肢动物中出现的分节。动吻动物也是节肢动物的近亲,与它们共享外骨骼和分节的身体,但缺乏关节腿。因此,理解它们的进化可以为分节如何以及为何进化提供有趣的见解——因此它们的化石对于寻找数据的科学家来说是一个诱人的奖品。

科学家们徒劳地在诸如伯吉斯页岩之类的地方寻找动吻动物,伯吉斯页岩是著名的不列颠哥伦比亚省化石床,它向人类揭示了寒武纪生命大爆发的辉煌。但这可能是因为他们找错了沉积物类型。伯吉斯页岩是通过压缩覆盖在其上发现的生物的碳质沉积物而保存下来的。但是像动吻动物这样大小的动物——大约一毫米左右——似乎通过一种称为磷酸盐化的过程保存得更好,在这个过程中,磷酸钙取代了身体的有机物质。

正是在这样一个磷酸盐化化石床中,科学家们最近在中国南方新立和西巷地区的早寒武世(约5.35亿年前)岩石中发现了一个完整的和两个部分的未命名形式的看起来很像动吻动物的化石。整个标本被命名为奇异始动吻动物

a-c,奇异始动吻动物的背腹侧面和侧面视图。d-f,头部特写。cs=尾棘,hsc=头部鳞片,ls=大型骨片,nsc=颈部鳞片,vls=腹侧大型鳞片。图1来自Zhang 等人,2015年

差异很少但很显着。首先,身体节段更多——至少有 20 个——但相对于像阴茎蠕虫这样有非常多非常小节段的动物来说,这个数量仍然很少。正如您所回忆的那样,现代泥土龙只有 11 个(我绝对认为“现代泥土龙”杂志有市场)。化石似乎具有宽阔的玫瑰状荆棘(“大型骨片”),而不是现代泥土龙身上看到的小而细的仙人掌状刺,这在本文顶部的重建图中很突出,在上面的图像中也很明显(1ls-5ls)。

作者说,这些节段也表明存在环形肌肉,现代动吻动物有环形肌肉,但线虫(化石的可能替代 ID)没有。头部可缩回部分上的刺也排列成五行,与活着的动吻动物相同。线虫的刺排列成六行。

如果这些化石确实是动吻动物,那就证实了泥土龙的古老祖先,这长期以来都是由它们近亲的化石记录所推测的。这也表明,在磷酸盐化化石床中寻找更多这些微小生物是非常值得的,并有望为研究地球上分节多次进化的现象提供更多材料。

参考文献

Zhang, Huaqiao, Shuhai Xiao, Yunhuan Liu, Xunlai Yuan, Bin Wan, A. D. Muscente, Tiequan Shao, Hao Gong, 和 Guohua Cao. "来自早寒武世的铠甲动吻动物类 Scalidophoran 动物。" 科学报告 5 (2015).

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