在恐龙出现的数亿年之前，以及脊椎动物踏上陆地的很久之前，千足虫已经在地球表面繁茂生长。这些不起眼的分解者在地球上最早的陆地生态系统中发挥了关键作用。然而，尽管它们具有非凡的历史，关于它们进化的主要问题仍未得到解答。现在，由弗吉尼亚理工大学研究人员领导的国际团队填补了千足虫家谱中的最后几个空白，为这些帮助地球准备陆地生命的古老生物带来了新的光芒。这项发表在《当前生物学》上的研究，展示了所有现存千足虫目类的第一次完整进化历史。通过将现代物种的DNA数据与化石中保存的实物证据结合起来，研究人员追溯了千足虫的起源，时间早于目前发现的最古老千足虫化石，达到近4.6亿年前。“千足虫比脊椎动物更早8000多年登陆，”研究首席调查员、农业与生命科学学院昆虫学系副教授保罗·马雷克说。“它们真正为后来的陆地生命，包括人类和脊椎动物，奠定了基础。” 解决千足虫的长期谜团 在过去的100多年里，科学家们认识到存在两种稀有的千足虫群体：Siphoniulida和Siphonocryptida。然而，由于缺乏可供DNA分析的新鲜样本，研究人员无法确定这些群体在千足虫家谱中的确切位置。一个群体由生活在地下的厘米以下的千足虫组成。另一个则仅在少数已知地点生存。“这最后两种就像我们的白鲸，”马雷克说。为了找到它们，研究人员前往墨西哥的洛斯图克斯特拉斯和西班牙的加那利群岛。在那里，他们收集了Siphoniulus neotropicus和Hirudicryptus canariensis这两种DNA从未在进化研究中使用的物种。“仅仅找到这一只10毫米长的幼虫，就花了10个人一周时间，”论文的第一作者、马雷克实验室的助理路易莎·“费南达”·瓦斯奎兹-瓦尔维德（硕士'21，博士'24）说道。“在野外找到它们很困难，因为我们只能看到这个小白色的线虫。我们在显微镜下观察后才确定它是千足虫。”该团队对这两个群体的DNA进行了测序，并比较了82种千足虫物种的数百个基因。他们还结合了29个化石的证据。这些数据使研究人员能够确定神秘群体在千足虫进化中的位置以及它们的谱系首次出现的时间。该项目产生了数TB的基因数据，并依赖于弗吉尼亚理工大学的先进研究计算资源，以重建可追溯到数亿年前的进化关系。结果显示，Siphonocryptida并非如之前认为的那样是一个独立的千足虫目，而是属于现有谱系。与此同时，Siphoniulida终于被放置在其最接近的进化亲属旁边。 古老地球上的千足虫 分析表明，千足虫可能起源于近4.6亿年前，早于已知的最老千足虫化石大约3500万年，而这一时间也比以前的估计早得多。“最大的惊喜是这些谱系中的一些竟然是如此古老，”马雷克说。那个时候，地球的样貌与今天相去甚远。马雷克表示，千足虫是早期陆地生命的先锋之一，帮助通过以腐烂有机物为食来回收营养，形成了一些最早的陆地生态系统。“那时没有脊椎动物，没有树木，没有树叶，没有开花植物，也没有带种子的植物，”马雷克说。“千足虫正以腐烂的苔藓、分解的黏液和原始污垢为食。” 千足虫化学防御的起源 新完成的进化树还帮助研究人员确定了该群体最显著适应之一出现的时间。“它们制造了第一种化学武器，”马雷克说。“它们就是小型化学工厂。”研究表明，这些化学防御大约在2.6亿年前出现，提供了迄今为止最清晰的证据，说明千足虫何时首次进化出这种能力。 不为人知的生态系统工程师 如今，千足虫仍然是世界上最重要的腐食动物之一。通过分解植物残骸，它们帮助回收营养并支持健康的生态系统。“它们在生态系统中具有如此重要的功能，但却鲜为人知，这真的有些令人困惑，”马雷克说。尽管在全球范围内已有超过14,000种被描述，研究人员认为可能还有数以万计的千足虫物种尚未被发现。马雷克和他的学生在从弗吉尼亚理工大学的布莱克斯堡校园到洛杉矶的多地点发现了新的物种。