金虫保存在愚人金中的新化石节肢动物
牛津大学地球科学系副教授 Luke Parry 领导的研究小组发现了一种距今 4.5 亿年的全新节肢动物化石(包括蜘蛛、蜈蚣和昆虫)。除了外观奇特之外,该标本完全被黄金所保存。
帕里副教授说:“这些化石不仅拥有美丽夺目的金色,而且保存完好。它们看起来就像是可以马上爬起来逃走一样。”
这块新化石被命名为“Lomankus edgecombei”,以伦敦自然历史博物馆节肢动物专家 Greg Edgecombe 的名字命名。它属于大手纲动物群,这是一类标志性的节肢动物,其身体前部长有巨大而改良的腿(称为“大附肢”),用于捕获猎物。
像罗曼库斯这样的大船锚在寒武纪(5.38 亿至 4.85 亿年前)期间种类繁多,但人们认为在奥陶纪(4.85 亿至 4.43 亿年前)期间,它们已经基本灭绝。
这一发现为解决节肢动物如何进化出头部附肢这一长期未解之谜提供了重要的新线索:节肢动物身体前部的一对或多对腿经过进化,具有感知环境和捕捉猎物等特殊功能。此类附肢包括昆虫和甲壳类动物的触角,以及蜘蛛和蝎子的钳子和毒牙。
Lomankus edgecombei 的头部。从左到右:保存的标本照片,以便从顶部观察头部;同一标本的 3D 模型,旋转后可以看到底部;正模标本头部的照片;正模标本头部的数字 3D 模型。来源:Luke Parry(照片)、Yu Liu、Ruixin Ran(3D 模型)。
“如今,节肢动物的种类比地球上任何其他动物种群都要多。成功的关键部分在于它们具有高度适应性的头部及其附属物,它们就像一把生物瑞士军刀一样适应了各种挑战,”帕里副教授继续说道。
虽然其他大爪龙使用它们巨大的第一附肢来捕捉猎物,但罗曼库斯的典型爪子却大大缩小,末端有三根长而灵活的鞭状鞭毛。这表明罗曼库斯使用这个前附肢来感知环境,而不是捕捉猎物,表明它的生活方式与寒武纪时期更古老的亲戚截然不同。
与其他大爪龙不同,洛曼库斯似乎没有眼睛,这表明它在黑暗、低氧的环境中依靠额叶附属物感知和寻找食物。
“洛曼库斯并不代表‘死胡同’,相反,它向我们展示了大手类动物在寒武纪之后很长一段时间内仍在继续多样化和进化,而曾经令人生畏的巨大附肢现在发挥着完全不同的功能,”帕里副教授继续说道。
这块化石为解决一个备受争议的问题提供了新的线索,即大手类的巨大附肢在现生物种中相当于什么。
共同通讯作者刘宇教授(云南大学)表示:“这些美丽的新化石显示出头部下方有一个非常清晰的板状结构,与嘴部相连,两侧是巨大的附肢。除了没有眼睛外,这与中国寒武纪早期的巨手龙的头部结构非常相似,这表明罗曼库斯可能生活在比其寒武纪亲属更深、更暗的生态位中。”
头部的这种特征排列与现存节肢动物相似,表明大附肢相当于昆虫的触角以及蜘蛛和蝎子的螯肢(口器)。
该化石是在美国纽约州的一个遗址发现的,那里有著名的“比彻三叶虫床”;一层岩石中含有多种保存完好的三叶虫。除了三叶虫,其他种类的生物在这个遗址中并不常见,反映了这一发现的罕见性。
比彻三叶虫床中保存的动物生活在恶劣的低氧环境中,这使得黄铁矿(俗称愚人金)在它们被埋入沉积物后取代了它们身体的一部分,从而形成了壮观的金色 3D 化石。黄铁矿是一种非常致密的矿物,因此可以对这一层的化石进行 CT 扫描,以揭示其解剖学的隐藏细节。
该技术包括旋转标本,同时拍摄数千张 X 射线图像,从而可以重建化石的三维图像。
耶鲁大学研究报告的合著者德里克·布里格斯教授说:“这些非凡的化石表明,黄铁矿在衰变之前精细的解剖特征是如何被快速替换的,这是比彻三叶虫床的标志性特征,保存了4.5亿年前海洋生命进化的关键证据。”