小虫子“改写”教科书

圆筒帽天山虫（复原想象图）

天鹅绒虫

圆筒帽天山虫属于已经灭绝的有甲叶足动物类别。寒武纪（距今约5.42亿年前～4.85亿年前）时期，主要的动物谱系都在相对短时间内出现，其中就有叶足动物。

与叶足动物的后代——真节肢动物不同，叶足动物的一对对结实又柔软的足上都没有关节。科学家推测，叶足动物依靠这些足在海底移动。叶足动物现在最近的亲戚是天鹅绒虫，它们主要生活在澳大利亚、新西兰和南美洲。

那么，科学家研究圆筒帽天山虫的意义是什么呢？

节肢动物的祖先

虽然叶足动物的身体柔软而看似纤弱，但叶足动物的化石并非少见。从化石看，叶足动物最明显的特征是一系列马鞍状结构，它们决定了每一个体节，并且把每一对足连接起来。即便是年代在寒武纪初期的叶足动物，这样的特征也很明显。科学家据此判断，叶足动物可能是最早的节肢动物，甚至比大名鼎鼎的三叶虫还早。三叶虫是品种多样的海洋节肢动物，它们在大约2.5亿年前灭绝。

圆筒帽天山虫化石

得到保存的圆筒帽天山虫脑部

不过，因为叶足动物一般都个头太小，所以过去很长时间里科学家都没有详细调查它们的头和脑。科学家认为，虽然这么小的动物也有化石，但其脑化石存在的可能性很小，而且就算脑能成为化石，要发现它也难上加难。

1984年，在我国云南省的澄江化石群，出土了一只体长还不到1.5厘米的圆筒帽天山虫的化石，其年代在5.25亿年前。过去10年里，隨着探测手段的进步，科学家终于在多种远古节肢动物的化石里发现了脑。

最古老脑化石

在最近的一项研究中，科学家不仅辨识了在澄江出土的圆筒帽天山虫化石中存在它的脑，而且把它与其他节肢动物化石中的脑及现存节肢动物（如蜘蛛、蜈蚣）的脑进行了比较。通过对叶足动物化石进行详细的解剖学调查，以及对现存节肢动物的基因表达模式进行分析，科学家认为，节肢动物的脑结构从寒武纪到现在都没有变过。

具体来说，通过比较现有节肢动物的基因表达，科学家辨识了一个共同的脑特征。他们发现，包括圆筒帽天山虫在内，所有叶足动物都有三个脑区，这些脑区分别对应一对头部附肢和前肠。他们意识到，其中每个脑区及其对应特征都由相同的基因组合决定，不论哪一种叶足动物都如此。这表明了相同的脑结构起源。

值得一提的是，这项研究是首次对圆筒帽天山虫的详细研究，而这种虫的脑化石也是迄今发现的最古老的脑化石。

并非分节的脑

圆筒帽天山虫的化石清楚地表明，这种虫的身体由一连串重复的体节组成。早在19世纪80年代，科学家就注意到所有节肢动物的身体都是分节的，并且他们由此推测节肢动物及其祖先的头是分节身体的延展同样是分节的。事实上，这也是某些教科书中对节肢动物脑结构的一贯说法。

圆筒帽天山虫的神经系统化石及其复原图

圆筒帽天山虫的身体架构图

但上述最新研究发现，圆筒帽天山虫的头和脑都没有任何分节的证据。圆筒帽天山虫确凿地表明，既然最早的节肢动物的头和脑不是分节的，那么节肢动物的头和身体的神经系统演化就是各自独立的。也就是说，某些教科书中的相关说法至此被推翻。

对世人的警示

在动物世界中，节肢动物的种类最多。昆虫、甲壳纲动物、蛛形纲动物、千足虫、蜈蚣等都是节肢动物。科学家认为，对圆筒帽天山虫的新研究结论可能推广到节肢动物及其近亲之外。科学家比较节肢动物和脊椎动物的神经系统，发现后者的前脑和中脑结构在遗传和发育方面明显有别于脊髓。也就是说，脊椎动物与节肢动物有类似的三个脑区特征。

寒武纪是一个生命大爆发时期（想象图）

科学家还指出，寒武纪是一个地质与气候大变动的时期，在这个重塑地球的时期，像叶足动物这样简单的海洋动物演化出了种类最丰富的动物——真节肢动物，这些动物最终扩展到地球的几乎每个角落。然而，人类活动正危及节肢动物和人类自身的生境，这不得不令人警觉。