小蟲子“改寫”教科書

圓筒帽天山蟲（復原想象圖）

天鵝絨蟲

圓筒帽天山蟲屬于已經滅絕的有甲葉足動物類別。寒武紀（距今約5.42億年前～4.85億年前）時期，主要的動物譜系都在相對短時間內出現，其中就有葉足動物。

與葉足動物的后代——真節肢動物不同，葉足動物的一對對結實又柔軟的足上都沒有關節。科學家推測，葉足動物依靠這些足在海底移動。葉足動物現在最近的親戚是天鵝絨蟲，它們主要生活在澳大利亞、新西蘭和南美洲。

那么，科學家研究圓筒帽天山蟲的意義是什么呢？

節肢動物的祖先

雖然葉足動物的身體柔軟而看似纖弱，但葉足動物的化石并非少見。從化石看，葉足動物最明顯的特征是一系列馬鞍狀結構，它們決定了每一個體節，并且把每一對足連接起來。即便是年代在寒武紀初期的葉足動物，這樣的特征也很明顯?？茖W家據此判斷，葉足動物可能是最早的節肢動物，甚至比大名鼎鼎的三葉蟲還早。三葉蟲是品種多樣的海洋節肢動物，它們在大約2.5億年前滅絕。

圓筒帽天山蟲化石

得到保存的圓筒帽天山蟲腦部

不過，因為葉足動物一般都個頭太小，所以過去很長時間里科學家都沒有詳細調查它們的頭和腦。科學家認為，雖然這么小的動物也有化石，但其腦化石存在的可能性很小，而且就算腦能成為化石，要發現它也難上加難。

1984年，在我國云南省的澄江化石群，出土了一只體長還不到1.5厘米的圓筒帽天山蟲的化石，其年代在5.25億年前。過去10年里，隨著探測手段的進步，科學家終于在多種遠古節肢動物的化石里發現了腦。

最古老腦化石

在最近的一項研究中，科學家不僅辨識了在澄江出土的圓筒帽天山蟲化石中存在它的腦，而且把它與其他節肢動物化石中的腦及現存節肢動物（如蜘蛛、蜈蚣）的腦進行了比較。通過對葉足動物化石進行詳細的解剖學調查，以及對現存節肢動物的基因表達模式進行分析，科學家認為，節肢動物的腦結構從寒武紀到現在都沒有變過。

具體來說，通過比較現有節肢動物的基因表達，科學家辨識了一個共同的腦特征。他們發現，包括圓筒帽天山蟲在內，所有葉足動物都有三個腦區，這些腦區分別對應一對頭部附肢和前腸。他們意識到，其中每個腦區及其對應特征都由相同的基因組合決定，不論哪一種葉足動物都如此。這表明了相同的腦結構起源。

值得一提的是，這項研究是首次對圓筒帽天山蟲的詳細研究，而這種蟲的腦化石也是迄今發現的最古老的腦化石。

并非分節的腦

圓筒帽天山蟲的化石清楚地表明，這種蟲的身體由一連串重復的體節組成。早在19世紀80年代，科學家就注意到所有節肢動物的身體都是分節的，并且他們由此推測節肢動物及其祖先的頭是分節身體的延展同樣是分節的。事實上，這也是某些教科書中對節肢動物腦結構的一貫說法。

圓筒帽天山蟲的神經系統化石及其復原圖

圓筒帽天山蟲的身體架構圖

但上述最新研究發現，圓筒帽天山蟲的頭和腦都沒有任何分節的證據。圓筒帽天山蟲確鑿地表明，既然最早的節肢動物的頭和腦不是分節的，那么節肢動物的頭和身體的神經系統演化就是各自獨立的。也就是說，某些教科書中的相關說法至此被推翻。

對世人的警示

在動物世界中，節肢動物的種類最多。昆蟲、甲殼綱動物、蛛形綱動物、千足蟲、蜈蚣等都是節肢動物?？茖W家認為，對圓筒帽天山蟲的新研究結論可能推廣到節肢動物及其近親之外?？茖W家比較節肢動物和脊椎動物的神經系統，發現后者的前腦和中腦結構在遺傳和發育方面明顯有別于脊髓。也就是說，脊椎動物與節肢動物有類似的三個腦區特征。

寒武紀是一個生命大爆發時期（想象圖）

科學家還指出，寒武紀是一個地質與氣候大變動的時期，在這個重塑地球的時期，像葉足動物這樣簡單的海洋動物演化出了種類最豐富的動物——真節肢動物，這些動物最終擴展到地球的幾乎每個角落。然而，人類活動正危及節肢動物和人類自身的生境，這不得不令人警覺。