解密节肢动物起源

2021-09-18曾晗

知识就是力量 2021年9期

藏着远古生物的宝库

在中国云南发现的距今约5.2亿年前的澄江动物群是举世罕见的化石宝库，目前已发现20多个动物门类的近300种海洋动物。这些动物化石保存在黄绿色的泥岩中。泥岩是在海底快速埋藏的条件下形成的，它们留存了大量精美的软躯体生物解剖学结构，一些动物的姿态和行为也得以栩栩如生地记录了下来。

节肢动物起源之谜

在澄江动物群中，物种多样性最高的就是节肢动物。从寒武纪大爆发开始，节肢动物成为地球上成功的动物类群之一。我们熟知的蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛就是节肢动物，节肢动物占据了动物界中大约80%的物种多样性，在海陆空各种环境下都有它们的身影。

如此多样的节肢动物是如何起源的呢？它们的祖先又长什么样？这一难题困扰着一代又一代的科学家。澄江动物群中产出了形态多样的早期节肢动物化石，这些化石给解答节肢动物起源和早期演化之谜提供了重要线索。科学家认为，顶级捕食者奇虾具有成千上万小眼组成的复眼和分节的捕食附肢，因此被认为是节肢动物演化关系最近的祖先类型。然而，奇虾和真正的节肢动物形态差异巨大，两者之间存在着难以跨越的演化鸿沟。这一鸿沟成为探索节肢动物起源之谜的关键缺失环节。依据达尔文进化论，想要填补这一演化空白，科学家就需要找到一种过渡型化石。

澄江动物群生态景观复原图，右上和左中为巨型捕食者——奇虾（绘图/杨定华）

藏着古生物秘密的“虾”

中国古生物学家在澄江动物群中找到了解答“节肢动物起源之谜”的关键化石——麒麟虾。麒麟虾体长可达7厘米，外形类似一只虾。麒麟虾的身体具有典型的节肢动物特征，例如硬化的表皮、愈合的头壳、多节的躯干和分节的腿肢。但是，它的头部却又嵌合了节肢动物祖先类型的形态构造，包括寒武纪怪物——奥帕宾海蝎特有的五只眼睛，以及寒武纪巨型顶级捕食动物——奇虾的掠食性附肢。所以，麒麟虾嵌合了真节肢动物和多种节肢动物祖先类型的形态特征，如同中国传统神话中的瑞兽“麒麟”，是一种罕见的嵌合动物。

研究团队采用类似病毒溯源的演化分析手段，对麒麟虾演化位置进行了计算重建。结果表明，麒麟虾的演化位置处于奇虾和其它节肢动物之间，位于节肢动物演化树的根部。因此，麒麟虾是可以代表达尔文进化论的重要过渡化石，它架起了从奇虾演化到真节肢动物的中间桥梁，填补了节肢动物起源过程中关键的缺失环节，给生物进化论增添了一个强有力的化石证据。

我们相信，在地球生命数十亿年漫长的生命长河中，还有很多像麒麟虾这样怪异的生命奇迹，等待人类去探索和发现。