微小的古代甲壳动物保存在愚人金中,腿、卵和所有器官都完好无损

很久以前,一个小甲壳动物住在一个小壳里。这对甲壳动物来说是不寻常的状态。大多数甲壳动物都穿着紧身盔甲(如龙虾或螃蟹),但它们不住在蛤蜊状的壳里。

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有壳,去旅行。《卵育卢普里斯卡》黄铁矿化标本,顶部是腿状触角,底部是卵。来自 Siveter 等人,2014 年。点击图片查看来源。

很久以前,一个小甲壳动物住在一个小壳里。这对甲壳动物来说是不寻常的状态。大多数甲壳动物都穿着紧身盔甲(如龙虾或螃蟹),但它们不住在蛤蜊状的壳里。但这只与众不同。它既有盔甲,也有铰接的壳。在她舒适的小堡垒里,她和孩子们住在一起。将近有十几个,有些已经孵化,有些还没有。她有长长的前腿,可能用来拖着她的育儿室/移动房屋。它们一起生活在一个安静、柔软海底的海洋盆地深处,靠近一些漂亮的三叶虫,叫做Triarthrus。它们的日子屈指可数了。

有一天,一股巨大的令人窒息的沉积物云涌入盆地。这是一股浊流——一次水下山体滑坡。它像雪崩一样迅速向下 swept,窒息并掩埋了沿途的一切。


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这对我们的女主角,一种介形亚纲甲壳动物来说,并不是一个非常幸福的结局。但这对古生物学家来说却是一个非常幸福的结局。这个水下峡谷的居民都将成为纽约州奥奈达县闪闪发光的Beecher's 三叶虫床的一部分。由于快速埋葬、重沉积物下的压力以及一些幸运的化学反应,埋藏在那里的动物被精美地保存在硫化铁中。您可能还记得地质学 101 中的这种矿物是黄铁矿,或者更广为人知的名字:愚人金。

愚人金是苍白、平庸的黄金模仿者,被许多天真的探矿者诅咒。虽然这种闪亮的矿物通常价值不高,但在暗淡的灰色泥岩背景下,这种黄铁矿保存了无价的宝藏。金色化石偶然记录了三叶虫软体的最微小细节,包括触角、腿、鳃和肌肉。它还保存了我们的小介形亚纲动物及其家人的美丽细节,它们被冻结在时间中,直到地球的尽头。

对我们和它们来说幸运的是,它们的亲戚又存活了4.5 亿年——这是大型多细胞生命在我们星球上存在的大部分时间——经历了大规模灭绝、小行星撞击、冰川期以及地球火山活动狂暴的时代,并且它们至今仍与我们同在。这里有一些展示了您可以在上面化石中看到的那些长长的、分节的腿(请注意,下面的两个视频都有声音)

这是另一个高清行走和进食的视频。请注意旋钮状、彩绘的壳以及优雅的、刷状的触角,上面覆盖着被称为刚毛(see'-tee)的毛发

今天,介形亚纲动物在有水的地方都很丰富。正如您所看到的,它们有类似小虾的身体,没有明显的节段,夹在双瓣壳之间,这种外观也激发了“种子虾”这个名字。壳在它们的背部铰接。在下面,它们可能有也可能没有关节腿,用于爬行或游泳。

尽管它们很丰富,但人类仍然几乎不认识它们,这可能是因为整个生物通常只有几毫米长。尽管它们现在和过去五亿年来都无处不在,但它们甚至没有在我的DK 海洋大书中被提及,甚至在它们美丽的、充满化石的史前生命中也没有被提及,考虑到介形亚纲动物的壳是“迄今为止化石记录中最常见的节肢动物”,这真是令人震惊。我想尺寸确实很重要。

《卵育卢普里斯卡》化石的 X 射线 CT 扫描显示,内部保存着 10 个胚胎和双瓣幼体(黄色突出显示)。腿在右侧。图 2D 来自 Siveter 等人,2014 年。点击图片查看来源。

但是,这些无数介形亚纲动物壳内的柔软部分很少能在化石化过程中幸存下来。在这种情况下,通过地质学的奇迹,它们幸存下来了。本页顶部和来自 Beecher's 的其他三个类似化石由来自英国、日本和美国的科学家团队研究,他们的发现于本月发表在《当代生物学》杂志上。他们将这个新物种命名为Luprisca incuba

根据该团队的说法,这些小化石——只有 1-2 毫米长——是唯一已知的似乎表明同时孵育卵、胚胎和幼体的无脊椎动物化石。化石还表明,这种习惯(今天某些介形亚纲动物仍保持着这种习惯)已经持续了至少 4.5 亿年。大多数活着的介形亚纲动物将卵产在体外,尽管少数活着的类群(包括我们的化石介形亚纲动物被认为属于的类群)将胚胎孵育在体内。L. incuba的育雏数量和大小与其现代后代相似,并且卵、胚胎和最近孵化的幼体的重叠在今天也是已知的。

图 1 F 和 G 来自 Siveter 等人,2014 年。标尺在 F 中为 500 微米,在 G 中为 75 微米。点击图片查看来源。

黄铁矿还保存了一些其他微小而令人惊叹的解剖细节。还记得电影中那些优雅、多毛的触角和旋钮状的壳吗?嗯,4.5 亿年前,情况就是如此。左边是L. incuba的触角和刚毛 (F) 以及壳纹理 (G)。

令人难以置信的是,描述这些新化石的论文指出,第一触角上某些结构的排列方式与它们被假设属于的活介形亚纲动物类群的排列方式相同,“甚至包括微小的腹侧刚毛和两条长的远端刚毛。” 如此细节能够在 4.5 亿年内保持不变,在我看来,简直令人难以置信。

然而,并非所有细节都保持不变。L. incuba的外壳没有活介形亚纲动物类群(它被认为属于该类群,即Myodocopida)的任何特征性特征。即使对于我正确地认为可以被称为“活化石”的生物,有些东西会改变,有些东西会保持不变。

我们非常幸运能够拥有如此精美细节的化石,以至于我们可以对精致的壳和微观精细的触角的细节做出如此声明。如果我们中的任何人在 4.5 亿年前推测我们的小型带壳介形亚纲动物及其育雏的命运,我非常肯定没有人会押注我们今天仍然能够看到她和她的后代,更不用说数她的一位同伴触角上的毛发了。然而……

她就在那里。

Siveter D., Tanaka G., Farrell Ú., Martin M., Siveter D. & Briggs D.G. (2014). Exceptionally Preserved 450-Million-Year-Old Ordovician Ostracods with Brood Care, Current Biology, DOI: 10.1016/j.cub.2014.02.040

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