三叶虫有内脏

精巧保存的化石改变了古生物学家对三叶虫如何消化食物的看法。

Trilobites

一组关山三叶虫。

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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,不一定代表《大众科学》的观点


很少有新闻稿邮件能引起我的注意,但这封邮件做到了。邮件写着:“美国自然历史博物馆新研究表明早期三叶虫有胃”。我当时想的只是“什么?!我们怎么会不知道这个?”

化石记录是不完整的。古生物学家不断地需要在生命和死亡之间的空间中思考——古代物种的真实面貌,以及这些生命的遗迹是如何保存下来的。因此,一定程度的假设性填补空白是必要的。例如,如果发现一具没有头骨的恐龙骨骼,你不会自动认为它是侏罗纪时代的无头骑士。只是头部没有保存下来或被发现。因此,由此推论,当我想到像鼠妇一样的节肢动物三叶虫时,我只是假设它们有胃。我甚至不知道这是一个谜。

古生物学家梅兰妮·霍普金斯和同事在一篇关于在中国云南省一个大约 5.25 亿年前的遗址中发现的早期三叶虫的新论文中澄清了事实。在该地区——关山生物群的一部分——已经发现了数十个保存完好的三叶虫,代表了十一个物种,并且至少有两个物种的代表显示了它们消化道的部分。Palaeolenus lantenoisiRedlichia mansuyi 三叶虫的化石显示了胃的一个膨大部分,称为嗉囊,而一个特定的Palaeolenus 化石也显示了“沿消化道成对的消化腺”。

现在,虽然其他三叶虫也被发现保存有其消化道的部分,但没有一个像这个这么古老。下一个最古老的代表是来自瑞典的单个幼年三叶虫。并且各部分的排列方式很重要。霍普金斯和同事解释说,以前,古生物学家从具有内部器官遗迹的三叶虫中得出结论,认为这些节肢动物中有两种消化系统——一种是具有消化腺的更原始的系统,另一种是具有从消化道扩展出来的嗉囊的更高级的排列方式。在异常古老的三叶虫中发现这两种系统,改变了古生物学家的预期。

最明显的变化是,嗉囊——基本上就是三叶虫的胃——进化得比之前认为的要早得多。它不是对另一种系统的改进,而是从一开始就存在的。但霍普金斯和同事写道,嗉囊和消化腺同时存在意味着三叶虫内脏的进化比之前认为的更为复杂。


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至少一些早期三叶虫同时拥有这两套消化结构,这引发了关于为什么其他三叶虫似乎只有其中一种结构的新问题。这是否是埋藏学的范畴,一些标本保存了一种消化途径,而没有保存另一种?或者它们是早期结合在一起的替代方案,并且对这些动物的摄食方式具有更广泛的意义?如果运气好的话,能够为这些问题提供信息和活力的化石将很快被发现,引导古生物学家思考他们是否有胆量去探索。

参考文献

Hopkins, M., Chen, F., Hu, S., Zhang, Z. 2017. The oldest known digestive system consisting of both paired digestive glands and a crop from exceptionally preserved trilobites of the Guanshan Biota (Early Cambrian, China). PLOS ONE. doi: 10.1371/journal.pone.0184982

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