蝎子、蜘蛛的老祖宗，找到了！

張蕤

看到蝎子、蜘蛛的你，是不是會(huì)頓時(shí)屏住呼吸、面色凝重，甚至尖叫？然而它們的遠(yuǎn)祖竟然還有點(diǎn)萌，拇指大小的身體，頭上長(zhǎng)著好多“腳”，還有著一雙萌萌的卵形大眼，整個(gè)兒看起來(lái)就像一只可愛(ài)的皮皮蝦。而嘴邊的一對(duì)“小鉗子”則暴露出了它們的真正身份——這類(lèi)生物均屬于螯肢動(dòng)物。

2019年，《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所的新發(fā)現(xiàn)，研究人員在寒武紀(jì)中期布爾吉斯頁(yè)巖動(dòng)物群中發(fā)現(xiàn)了一種莫里森蟲(chóng)新物種，代表了目前已知最古老的螯肢類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物。當(dāng)然，莫里森蟲(chóng)還有個(gè)可愛(ài)的名字——胖女獵手莫里森。

莫里森蟲(chóng)的前世今生

5億年前，美麗的加拿大布爾吉斯一片海洋，海水里游弋著各種小生物，只有拇指大小的莫里森蟲(chóng)靜靜等待著，一旦有小幼蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)游過(guò)，它就伺機(jī)而動(dòng)，用鉗子快速抓住，送進(jìn)嘴巴……

一個(gè)世紀(jì)前，在加拿大的大不列顛哥倫比亞省，加拿大布爾吉斯國(guó)家森林公園里，莫里森蟲(chóng)被美國(guó)古生物學(xué)家查理斯-沃科特發(fā)現(xiàn)于布爾吉斯頁(yè)巖中，但當(dāng)時(shí)只有外骨骼被發(fā)現(xiàn)，限制了科學(xué)家對(duì)它的進(jìn)一步研究。

一個(gè)世紀(jì)后，同樣在加拿大的布爾吉斯國(guó)家森林公園里，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎課題組的法國(guó)籍博士后塞德里克-阿里亞，與加拿大安大略皇家博物館同行合作，采用了寒武紀(jì)中期布爾吉斯頁(yè)巖新化石點(diǎn)“大理石谷”的標(biāo)本，對(duì)莫里森蟲(chóng)進(jìn)行了深入研究，這一次他們有了驚人的新發(fā)現(xiàn)。他們發(fā)現(xiàn)了新種莫里森蟲(chóng)，體長(zhǎng)約2.5厘米。盡管只有拇指大小，但是其標(biāo)本保存了更精確的信息——這枚化石標(biāo)本首次揭示了莫里森蟲(chóng)的附肢、腸道、眼睛和神經(jīng)組織，從而揭開(kāi)了螯肢類(lèi)動(dòng)物的秘密。

我們?cè)谀锷x(chóng)標(biāo)本里看到，莫里森蟲(chóng)長(zhǎng)有一雙卵形大眼睛、長(zhǎng)步行肢以及分別執(zhí)行感覺(jué)、抓握、粉碎和咀嚼功能的多對(duì)附肢的“多功能”頭部。最重要的是，莫里森蟲(chóng)在其口部前方發(fā)育有一對(duì)小型的鉗狀附肢，稱(chēng)為“螯肢”。這對(duì)典型的附肢使得它和蝎子、蜘蛛等節(jié)肢動(dòng)物一樣能夠擊殺、夾持和切碎獵物，研究人員也因此將這類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物命名為“螯肢動(dòng)物”。

這一發(fā)現(xiàn)，將螯肢動(dòng)物的起源時(shí)間提前至距今5億年前，與此前確認(rèn)的起源時(shí)間相比，提前了約3 000萬(wàn)年。3 000萬(wàn)年呢，人類(lèi)的發(fā)展史才二三百萬(wàn)年！

和蝎子、蜘蛛是“親戚”

同學(xué)們?cè)谏镎n本中一定了解到了，蜘蛛和蟹子都屬于節(jié)肢動(dòng)物。節(jié)肢動(dòng)物門(mén)是動(dòng)物界最大的一門(mén)，通稱(chēng)節(jié)肢動(dòng)物。全世界約有120萬(wàn)現(xiàn)存種，占整個(gè)現(xiàn)存動(dòng)物種數(shù)的80%。節(jié)肢動(dòng)物生活環(huán)境極其廣泛，無(wú)論是海水、淡水、土壤、空中都有它們的蹤跡。有些種類(lèi)還寄生在其他動(dòng)物的體內(nèi)或體外。現(xiàn)生的節(jié)肢動(dòng)物主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是螯肢類(lèi)，以蝎子、蜘蛛、蜱螨、鱟等為代表;另一類(lèi)是有顎類(lèi)，由多足類(lèi)（以蜈蚣、馬陸等為代表）、甲殼類(lèi)（以蝦、蟹等為代表）和六足類(lèi)（以昆蟲(chóng)為代表）組成的。

典型的節(jié)肢動(dòng)物可分為頭、胸、腹三部分，或頭部與胸部愈合為頭胸部，或胸部與腹部愈合為軀干部，每一體節(jié)上有一對(duì)附肢。人們熟知的蝦、蟹、蚊、蠅、蝴蝶、蜘蛛、蜈蚣以及已滅絕的三葉蟲(chóng)等都是節(jié)肢動(dòng)物。

而我們的胖女獵手莫里森蟲(chóng)標(biāo)本展現(xiàn)了確鑿的“螯肢”特征。此外，莫里森蟲(chóng)身體后部的附肢上具有三片鰓一樣的構(gòu)造，這和螯肢類(lèi)身體后部成對(duì)的特化呼吸器官“書(shū)鰓”或“書(shū)肺”相似。這些特征都在向我們表明，莫里森蟲(chóng)盡管是原始的螯肢類(lèi)，但和現(xiàn)代的螯肢類(lèi)在形態(tài)上已相當(dāng)接近。

那么，莫里森蟲(chóng)吃什么呢？有科學(xué)家認(rèn)為，莫里森蟲(chóng)可能以三葉蟲(chóng)為食。當(dāng)然，莫里森蟲(chóng)也有天敵，它的某些更大塊頭的螯肢同類(lèi)就會(huì)捕食它，反正在5億年前的海底，生物們互相把對(duì)方作為食物。

有助進(jìn)一步了解寒武紀(jì)生命大爆發(fā)

我們先來(lái)看看過(guò)去的地球都經(jīng)歷些什么？在地球46億年的歷史上，曾發(fā)生過(guò)兩次大氧化事件。第一次大氧化發(fā)生在約24億年前，當(dāng)時(shí)大氣中的氧氣從幾乎為零上升到現(xiàn)代大氣含氧量的1%，隨后，地球上首次出現(xiàn)真核生物。到大約5.8億-5.2億年前，地球又發(fā)生了第二次大氧化事件。這一時(shí)期，地球上的海洋全面氧化，大氣含氧量也增加到現(xiàn)代的60%以上，這為高等動(dòng)物的出現(xiàn)和快速演化奠定了基礎(chǔ)，隨后便出現(xiàn)了著名的寒武紀(jì)生命大爆發(fā)。

寒武紀(jì)生命大爆發(fā)被稱(chēng)為古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)上的一大懸案，自達(dá)爾文以來(lái)就一直困擾著進(jìn)化論等學(xué)術(shù)界。大約6億年前，在地質(zhì)學(xué)上稱(chēng)作寒武紀(jì)生命的開(kāi)始，絕大多數(shù)無(wú)脊椎動(dòng)物們?cè)趲装偃f(wàn)年的很短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了。這種幾乎是“同時(shí)”地、“突然”地出現(xiàn)在寒武紀(jì)地層中門(mén)類(lèi)眾多的無(wú)脊椎動(dòng)物化石（節(jié)肢動(dòng)物、軟體動(dòng)物、腕足動(dòng)物和環(huán)節(jié)動(dòng)物等），而在寒武紀(jì)之前更為古老的地層中長(zhǎng)期以來(lái)卻找不到動(dòng)物化石的現(xiàn)象，被古生物學(xué)家稱(chēng)作“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“寒武爆發(fā)”。

過(guò)去，科學(xué)家們一直認(rèn)為在寒武紀(jì)時(shí)的生物爆發(fā)，出現(xiàn)的都是一些更接近簡(jiǎn)單的物種，但是胖女獵手莫里森的發(fā)現(xiàn)，讓我們意識(shí)到，寒武紀(jì)大爆發(fā)出現(xiàn)了很多現(xiàn)代意義上的復(fù)雜物種。

莫里森蟲(chóng)具有相當(dāng)發(fā)育的步行足，因而被認(rèn)為是生活在海底的捕食動(dòng)物。由于莫里森蟲(chóng)和現(xiàn)代螯肢類(lèi)形態(tài)相近，說(shuō)明螯肢類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物可能在寒武紀(jì)快速出現(xiàn)并迅速占據(jù)了其他節(jié)肢動(dòng)物涉足較少的海底微型捕食生態(tài)位。而螯肢類(lèi)的起源很可能發(fā)生在寒武紀(jì)的更早期，即動(dòng)物的“寒武紀(jì)大爆發(fā)”真正發(fā)生的時(shí)候。

加拿大布爾吉斯生物群和中國(guó)澄江生物群等寒武紀(jì)化石庫(kù)，都保存了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)中快速多樣化的動(dòng)物身體造型和最早的海洋動(dòng)物群落。加拿大布爾吉斯生物群約為5.05億年前的中寒武世，它與中國(guó)貴州凱里生物群、云南澄江生物群構(gòu)成世界三大頁(yè)巖型生物群，為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)提供證據(jù)。目前已發(fā)現(xiàn)大約119屬140種海洋動(dòng)物，改變科學(xué)界對(duì)寒武紀(jì)海洋生物的認(rèn)知。

莫里森蟲(chóng)新物種的發(fā)現(xiàn)，讓我們認(rèn)識(shí)到包括中國(guó)澄江生物群在內(nèi)的寒武紀(jì)化石庫(kù)的核心重要性，該化石庫(kù)為研究寒武紀(jì)生命大爆發(fā)中的生物快速發(fā)展的多樣性提供了最早的群落樣本。通過(guò)對(duì)這些軟軀體化石寶庫(kù)的持續(xù)研究，相信會(huì)有更多的新發(fā)現(xiàn)不斷完善人們對(duì)我們所在的這個(gè)星球上的動(dòng)物起源和演化的認(rèn)識(shí)，特別是對(duì)神奇的寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的認(rèn)識(shí)。

（責(zé)任編輯：趙夢(mèng)祺 責(zé)任校對(duì)：曹偉）