本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
地球上大多数多细胞生命蓬勃发展时期的一场进化军备竞赛，可能导致凝胶状栉水母在五亿年前披上了盔甲。这是中国科学家团队一周多前在《科学进展》Science Advances上发表的观点，该观点基于来自中国澄江的三个新化石和三个重新解释的化石，这些化石可追溯到距今5.2亿年前。
今天，仅有150个已描述的栉水母物种——也称为栉水母类（“TEEN-o-fours”）——半透明的核桃状生物，在开阔的海洋中巡逻捕食。它们像人类一样是两侧对称的，不像水母或海星那样是辐射对称的，并且有八行梳状结构，上面布满了纤毛，纤毛粘合在一起形成“桨”，当它们游泳时，这些“桨”有节奏地闪烁，就像拉斯维加斯赌场的招牌一样。
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尽管它们的假定近亲刺胞动物——水母、珊瑚和海葵——多次进化出坚硬的骨骼，但现代栉水母却没有任何形式的硬质部分。大多数人认为这是因为它们从来没有过。
但是栉水母，像大多数软体生物一样，没有良好的化石记录。因此，在寒武纪大爆发——多细胞生命的进化爆发，孕育了今天大多数动物类群——中发现一批明显的栉水母化石，真是幸运的发现。这六个化石与现存的栉水母有共同之处，即八重对称，拥有排列成行的带有纤毛的梳状结构、杯状身体以及位于口部对面的感觉“顶器”。作者认为，这套特征定义了栉水母纲。
然而，与现代栉水母不同，这些化石缺乏触手；是辐射对称而不是两侧对称； 带有八对梳状结构，而不是八个单梳；并且带有骨骼，骨骼有八个外部“辐条”，顶部有八个装甲板，保护着动物顶端的感官器官。正如您在从左数第二个重建图中看到的那样，一些辐条上布满了刺。
基于化石证据重建的寒武纪栉水母。它们假定的外部骨骼被涂成红棕色。图3，来自Ou等人，2015年。点击此处查看来源。
刺在化石中看起来是这样的
带有板（pl）、重力感应平衡石（sl）和骨骼刺（左侧方框内为一个）的顶器。箭头指向动物骨骼的放射状辐条。N 显示了一个单独刺的特写，箭头突出显示了似乎是封装膜的东西。图2 M 和 N，来自Ou等人，2015年。点击此处查看来源。
"平衡囊"，作者：Davis, W. J. (1968) - http://caspar.bgsu.edu/~courses/Neuroethology/Labs/Images/Statocyst.jpg。根据 Public Domain 许可，通过 Wikimedia Commons 获得许可。标题
重力感应器官本身就是一个有趣的结构。在现代栉水母中，它是一个平衡石，它的工作原理有点像建筑工人用来检测梁或地基水平度的水平仪。平衡石是一个致密的矿物或有机铅锤。它位于一个球形或椭圆形充满液体的腔室中，腔室衬有感觉毛。
当动物移动时，惯性导致平衡石在腔室内移动，刺激周围的神经，使动物能够测量其在空间中的方向。你的内耳中也有一个类似的系统，该器官的紊乱会导致人们感到迷失方向和头晕。重要的是，在这些化石中存在平衡石意味着它们已经拥有神经系统。
顶器 (ao)、单个顶板 (pl)、平衡石 (sl)、骨骼上部辐条 (us) 以及从上方观察的顶器 (K,L)，带有编号为 1-8 的单个装甲板。K 中的箭头指示等间距的带，这些带可能是“下方经向管”的遗迹。图 1 G,H,K 和 L，来自Ou等人，2015年。点击此处查看来源。
如果科学家对化石的解释是正确的，那么这些动物也拥有许多可能用于推进动物的软组织瓣和“褶片”。这可能使它们中的至少一种——顶部重建图中细长的栉水母——成为敏捷而快速的游泳者。这些化石的形态与现代箭虫非常相似，箭虫也是灵活的游泳者。
现代箭虫。“Chaetoblack”，作者：Zatelmar - 自己的作品。根据 CC BY 3.0 许可，通过 Wikimedia Commons 获得许可。
如果是这样，这将与现存的栉水母形成鲜明对比，现存的栉水母通常微弱地游动在海洋中，由它们闪闪发光的梳状结构引导方向，同时用称为粘细胞的触发式细胞捕捉猎物。它们的工作原理类似于水母和海葵的刺细胞cnidocytes，只是它们不是毒害猎物，而是简单地将自己粘在猎物上。
长期以来，栉水母给进化生物学家带来了难题。他们不确定海绵、水母和珊瑚（刺胞动物）、栉水母以及两侧对称动物（几乎所有其他动物）彼此之间的关系，以及它们从生命之树主干上分裂的顺序。
尽管栉水母骨骼的证据无助于解决这个特殊的难题，但它确实为关于栉水母进化的一些长期存在的问题提供了答案。许多人想知道现代栉水母上看到的触手是祖先就存在的，还是最近才进化出来的。所有现代栉水母都有触手，除了裸栉水母目中的栉水母，化石上没有任何触手倾向于支持这样一种观点，即裸栉水母目的状况是栉水母祖先的状况（尽管裸栉水母目中的栉水母缺乏触手是因为它们失去了触手，还是因为它们最初就没有触手是另一个问题）。
基于从现存和化石栉水母中收集的 58 个物理特征，科学家们创建了一个家谱，其中化石栉水母形成了一个以前未知的新分支，他们称之为硬栉水母类（Scleroctenophora）。
图 4，来自Ou等人，2015年。点击此处查看来源。
他们对这些特征的分析还表明，裸栉水母目从未拥有触手，并且是现有栉水母中最基部的分支。这一结论与来自现存栉水母的遗传证据相矛盾，遗传证据表明裸栉水母目曾经拥有触手，后来失去了触手，因此这个问题仍未解决。
尽管中国科学家确信他们确实在观察栉水母骨骼，但他们不确定骨骼的用途或成分。它可能充当动物组织的刚性支撑，或防御捕食者或“不利环境”。他们认为，骨骼很可能像角、指甲或龙虾壳一样是有机的，而不是像我们的骨骼一样是矿物质的，尽管他们说也不能排除矿物骨骼的可能性。
有甲栉水母出乎意料，但在无脊椎动物中并非独一无二。不为人知的小型无脊椎动物类群内肛动物、帚虫动物、叶足动物（包括疯狂的生物Hallucigenia，可能包括今天的水熊虫和有爪动物）和鳃曳动物今天都是无甲的，但似乎也在寒武纪披上了盔甲。作者说，这表明寒武纪大爆发时期产生了军备竞赛，因为许多动物类群为了防御某种不明威胁（强烈的捕食压力？）而长出了防御性武器。看来，寒武纪不是一个适合生存的时代。
仅仅是因为捕食压力或其他一些未知压力后来放松到所有这些类群都脱掉了以前令人渴望的骨骼的程度，这一点尚不清楚。无论如何，这批栉水母化石构成了一个令人愉快的进化惊喜，并说明了基因永远无法告诉我们地球生命的全部故事。化石将永远是必不可少的，对我们来说幸运的是，新的化石将继续出土，见证令人惊讶的进化故事，因为产生它们的沉积层在我们脚下延伸得又远又深。
让我们以一段视频结束这篇文章，视频是几年前在本博客发布的阴森美丽的血腹栉水母。蒙特雷湾水族馆的人们，我不得不向你们致敬——你们真知道如何为自然历史视频配乐。
参考文献
Ou, Qiang, Shuhai Xiao, Jian Han, Ge Sun, Fang Zhang, Zhifei Zhang, and Degan Shu. "A vanished history of skeletonization in Cambrian comb jellies." Science Advances 1, no. 6 (2015): e1500092.