5.18亿年前的生物揭示了蜘蛛牙的起源
科学家们在一块5.18亿年前的化石中发现了最早已知的结构证据,这些结构最终演变成了蜘蛛的牙齿。这个发现是由云南大学和莱斯特大学的研究人员共同完成的。无论是与黑寡妇的致命声誉相关,还是与改变蜘蛛侠的虚构咬伤有关,牙齿已经成为蜘蛛最显著的特征之一。然而,它们的进化故事早在现代蜘蛛出现之前就已开始。最近发表在《自然》杂志上的一项新研究将这一强大捕猎工具的起源追溯到生活在寒武纪早期的水生生物乌罗科迪亚(Urokodia)。 蜘蛛属于一类叫做切口类的无脊椎动物,这类动物还包括蝎子和蜱虫。已描述的切口类物种超过10万种。这些动物具有关节肢体和坚硬的外骨骼。它们的特征是前体附近的一对特殊附肢,称为切肢。根据不同物种,切肢可以用作钳子或牙齿,用以抓住、刺穿或攻击猎物。 乌罗科迪亚化石是在中国南部云南省著名的澄江化石遗址发现的。这项研究的发表恰逢该遗址发现42周年。该生物长度仅约2-3厘米,前面的身体有大型眼睛,连着长轴,此外它还具有分段的骨骼和附在狭窄框架下的关节肢体。它的外观与从其广泛的进化谱系中衍生出来的蜘蛛和蝎子几乎没有明显的相似之处。 研究乌罗科迪亚的云南大学和莱斯特大学的研究人员利用X射线技术检查化石周围的岩石。扫描结果显示,这种动物的大部分软组织在几亿年间以木乃伊状态保持完好。最重要的是,研究人员识别出了位于动物眼睛后方的两个钳子状附肢。这些结构代表了切肢的早期形式,并提供了今天切口类动物中钳子和牙齿进化起源的证据。化石还保留了乌罗科迪亚腿上的特征,可能作为书鳃,允许动物在水下呼吸。类似的呼吸结构在水生切口类动物(如鲎)中仍然存在。 切口类动物已经成为海洋和陆地环境中最成功的动物群体之一。那些移动到陆地的物种发展成高效的捕食者,化石显示它们的祖先已经捕猎了数亿年。尽管在诸如《恐惧症》的电影中,蜘蛛的形象让人害怕,但大多数物种对人类并不构成危险。它们的毒液和咬伤演变是为了征服远小于人类的猎物。 这项研究由云南大学的刘宇教授领导,刘教授也是莱斯特大学的访问教授。刘教授说:“我们使用X射线断层分析这些化石,以揭示埋藏在岩石中几亿年的软组织,突然我们注意到了动物前面钳子状的肢体。我们立刻意识到这是一个非常令人兴奋的化石,确实是像蝎子和蜘蛛这样的现生切口类的远古祖先。” 乌罗科迪亚生活在动植物演化历史上一个关键时期的丰富海洋生态系统中。澄江化石保存了超过200种生活在5亿多年前海洋中的动物的证据。莱斯特大学地理、地质与环境学院的共同作者马克·威廉姆斯教授表示:“乌罗科迪亚是生活在5亿多年前海洋中的200多种不同类型动物的古老生态系统的一部分。这些保存完好的化石为我们提供了关于在动物诞生初期生命是如何演化的真实见解。” 本项研究得到了云南省科技厅的资助(项目编号:202401BC070012),刘宇教授还获得了云南振兴人才支持计划的进一步资助。
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