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

早在鲨鱼出现之前,就有了鲨鱼笼。新发现的化石表明,这种防御装置是 5 亿年前由一种有进取心的海洋蠕虫发明的,其防御工事非常不寻常,以至于长期以来一直被误认为是海藻。探索频道,让你们羡慕去吧。
至少,这是七月份发表在BMC Biology期刊上的一项新研究得出的结论,该研究针对来自伯吉斯页岩一个令人惊叹的新地点,即加拿大库特尼国家公园的大理石峡谷的化石。在数百个新样本中,科学家们发现了数十个化石,显示所述蠕虫栖息在所谓的“海藻”内。来自加拿大和英国的科学家们——包括著名的伯吉斯页岩专家西蒙·康威·莫里斯——决定重新评估普遍的观点。
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显示蠕虫在“藻类”Margaretia内部的化石。 Wo=蠕虫,Ps=后部结构,Pr=吻,co=领,tr=躯干。致谢:Nanglu 等人,2016 年
如果这种海藻确实是蠕虫笼,那就意味着这种蠕虫从这个极其古老的动物群落中罕见的成员一跃成为最常见的成员之一。这是因为它的管状化石(以前被认为是藻类Margaretia)遍布世界各地,而蠕虫的化石仅在加拿大发现。此外,这些化石可能有助于理解我们自身的进化,因为根据这些新标本,科学家们新近将这种蠕虫鉴定为与脊椎动物的近亲,拥有许多现存后代。我们最近在这里讨论过它们:柱头虫。
正如我在十月份写道的,现代柱头虫具有独特的解剖结构,包括吻、领和躯干。吻部位于领部内部的外观是它们名称的由来。

柱头虫Oesia。 Pr=吻,co=领,tr=躯干,Gb=鳃条,Ps=后部结构。致谢:Nanglu 等人,2016 年
然而,与现代柱头虫不同的是,化石蠕虫有时似乎有一个球状的分叉后部,它可能用它来抓住笼子并在笼子里移动。此外,被称为Oesia的蠕虫似乎拥有比现代蠕虫更多的鳃条,现代蠕虫用鳃条呼吸,这可能是因为这种蠕虫也用鳃条从水中过滤食物。
笼居蠕虫——或许恰如其分——似乎更喜欢独居生活。在蠕虫+笼子化石中,每个住所只发现一只蠕虫。然而,由于许多化石是破碎的,因此它们有时可能有室友。笼子似乎确实很宽敞:管子的宽度通常是蠕虫的两倍,从而提供了宽敞的生活空间,有足够的活动空间。管子偶尔会分叉。

Oesia管状结构。 Po=孔,Bi=分叉。 D-E,一块化石在 D 中脱落,并在 E 中被替换,以显示管的内表面和外表面。 Lo=管的下表面,Up=管的上表面。致谢:Nanglu 等人,2016 年
管壁上有一系列螺旋排列的孔,边缘凸起,每转大约 10 个孔。有些孔几乎被堵塞,但另一些孔可能宽达管子宽度的三分之一。已经发现了一些形状不规则、孔不呈螺旋状的化石管,这些可能是水平延伸到海底下的锚。管子的顶端似乎是封闭的,提供了完全的居家安全,但必然限制了社交活动。
管子本身似乎是由编织或捆绑在一起的微小纤维制成的。

构成Oesia管的纤维的特写镜头。 Po=孔,Fe=纤维元素。致谢:Nanglu 等人,2016 年
纤维状上层结构和孔歧管的结合使这种管子不同于该时代任何已知藻类的结构。因此,作者得出结论,蠕虫不太可能仅仅是生活在海藻内部,而更可能是蠕虫建造了一个与海藻有模糊相似之处的结构。
由于孔洞贯穿整个管子,科学家们认为它们是直立的。考虑到最大的管子超过 20 英寸(50 厘米)长,如果这是正确的,它们将与已知最高的伯吉斯页岩海绵相匹敌。高耸、多孔的笼子与广泛的鳃相结合,似乎表明这些蠕虫是滤食性动物,它们像鲸须鲸一样从水中过滤食物颗粒,并将笼子用作安全的栖息地,以便获取离海底更远、移动速度更快(因此食物更丰富)的水。孔洞允许食物和氧气进入,废物排出,而笼子可以阻止捕食者。
然而,许多Oesia蠕虫在没有管子的情况下被发现,而许多管子在没有蠕虫的情况下被发现。为什么?一种可能性是它们在那些管子里,我们只是看不到它们。蠕虫可能仍然在里面,但除非化石被劈开或管笼在埋葬前部分腐烂,否则它们是隐藏的。
然而,还有其他一些情况。蠕虫可能在有笼子或没有笼子的情况下都能生存。或者,或许是在某种创伤性事件之后发生了大规模撤离,尽管作者承认,缺乏任何明显的逃生舱口使这种可能性降低。最有可能的是,管子只是断裂了,蠕虫在化石化之前漂走了。
以前,Oesia仅在经典的沃尔科特采石场伯吉斯页岩遗址(由查尔斯·杜利特尔·沃尔科特于 1909 年著名发现)被发现,而且在那里很罕见。然而,在大理石峡谷,Oesia非常丰富。以前的Margaretia遍布世界各地的伯吉斯页岩遗址:不列颠哥伦比亚省;犹他州:中国南方;和西伯利亚。这表明柱头虫是寒武纪群落的重要成员。
今天,大多数柱头虫在沉积物中和以沉积物为食,而不是过滤水,但这些化石表明,沉积物摄食是后来出现的,并支持了滤食是所有后口动物(一个庞大的动物群体,包括脊椎动物、棘皮动物(海星等)以及柱头虫及其亲属)的祖先状态的观点。它们为什么要转变?或许随着捕食者变得更大、武装更精良,Oesia发现它们方便、有吸引力且宽敞——但易碎——的滤食性高层建筑不再足以胜任复合安全的工作,它们逐渐放弃了这些高层建筑,转而选择相对安全的海床。
参考文献
Nanglu, Karma, Jean-Bernard Caron, Simon Conway Morris, 和 Christopher B. Cameron。“寒武纪悬浮取食管状半索动物。”BMC Biology 14, no. 1 (2016): 56.