體長達7cm,頭小身體長,如果存在這么一種蝦仁,你心動不?
來自云南的麒麟蝦,只可惜沒活到今天 圖片來源:譚超
這就是近期大陸科學院南京地質古生物研究所科學家發現的一種5億多年前長相奇異的麒麟蝦。
之所以受到廣泛關注,是因為麒麟蝦的化石能夠有效地幫助我們探索“節肢動物的起源”這一科學界重大問題,這一發現發表在權威學術期刊《Nature》上,
麒麟蝦化石 圖片來源:大陸科學院南京地質古生物研究所
一切要從發現的麒麟蝦的身體結構說起。麒麟蝦身上,既保留有較原始的器官,也有新的構造,處于節肢動物祖先類型和真節肢動物之間。
麒麟蝦復原圖 圖片來源:作者提供
那這些新的構造都是啥?
1 硬化表皮
說到節肢動物,不得不提奇蝦,奇蝦是當時海中一霸,可它的表皮是比較軟的。而麒麟蝦的表皮由幾丁質強化,更為堅硬,面對寒武紀的大部分對手都不虛。
當然,與麒麟蝦同處于寒武紀海洋中的三葉蟲也是身披堅硬的盔甲的,并且其外骨骼是由以甲殼素為主聯合方解石、磷化鈣等礦物組成的,是名副其實的“重甲”,
但注意,這樣的結構雖能夠加強防御,卻也拖慢了三葉蟲行動的腳步。
圖片來源:譚超
相比之下,麒麟蝦雖不具備三葉蟲那超硬的礦化外骨骼,可它卻更為輕便靈活,
歷史長河的案例表明,如果過于追求重甲而犧牲了機動獲取資訊等其它能力,似乎就會陷于某種被動中,最終被時代拋棄,
三葉蟲、鼠式坦克與戰列艦,勝不能追,敗不能退,卒 圖片來源:譚超
2 愈合的頭部
麒麟蝦身材修長,看起來近乎九頭身的完美比例,
化石保存了麒麟蝦修長的身材;中間的兩條深色線:上面是消化道、下面是腹神經索 圖片來源:大陸科學院南京地質古生物研究所
雖然和現今的蝦比起來,它的頭看上去很小,但是相比更早的類群來說已經很大了,這是因為麒麟蝦的頭部其實包含幾個體節,
簡單來說,麒麟蝦打通了蟲體的前4個體節,形成了一個相對較大的整體空間,這就為“大型設備”整合組裝在一起創造了條件,
麒麟蝦的頭部有5只眼睛,這與當時海洋中另一種動物——奧帕賓海蝎相似。粗而短的前肢,靠抱、握、夾來獵食,與寒武紀的奇蝦相似,麒麟蝦的頭已經集進食、感官及控制于一體。
麒麟蝦在寒武紀的表現可圈可點,這離不開新結構的有機整合 圖片來源:譚超
麒麟蝦的創新操作好比打開了潘多拉魔盒,之后的節肢動物在此基礎上愈合了更多的體節,也融入了更多功能。
現今的蝦將十多個體節融合成頭胸部,包裹在一整塊頭胸甲之中,內置各種器官,擔負感覺、行走、捕食、消化、呼吸等眾多功能,所以,相比之下,它們的頭部看起來要大很多。
現生蝦的頭胸甲內包含眾多器官 圖片來源:譚超
3 分節腿肢
早期的附肢叫葉足,比較柔軟,卻能夠讓動物的身體抬離地面,幫助動物們站起來,并進行移動,例如微網蟲、怪誕蟲等,
到了麒麟蝦這一階段,它們的腿肢開始分節,并包裹上“裝甲”,變得堅硬強壯,更加高級,
1 葉足(微網蟲),2 雙肢型分節附肢(麒麟蝦) 圖片來源:譚超
分節腿肢算是真節肢動物的入門標準,它極具潛力,后輩們在此基礎上做出了更大的創造和升級,演化出了撕咬的顎、吸血的針、感知的觸角、御敵的大鉗子等,甚至紡絲和交配的工具,
螞蟻頭上靈活的觸角與強壯的顎 圖片來源:wikipedia-Mariana Ruiz
雌性蚊子吸血的口器Anopheles stephensi 圖片來源:Jim Gathany -PHIL
有大鉗子的蝎子 圖片來源:Dreamtime.com
蜘蛛獠牙及腹部的紡器 圖片來源:Graphik:S.Scharf
以上三個明顯的特征,表明了麒麟蝦已經跨入了真節肢動物的大門檻,但它身上仍保留了一部分節肢動物祖先的特征。
1 五眼海蝎
麒麟蝦并未演化出觸角,而是直接照搬了奧帕賓海蝎頭上的五只眼睛,以此作為主要感官器官,這些復眼由很多小眼組成,小眼前面有塊晶狀體,后面連有一條視神經,每個小眼捕捉到的光線形成了一個像素點,很多小眼排列在一起,便組成了完整的圖像,
它的復眼形狀為半球形,能接收到光線角度很廣,使得視角范圍非常大;雖然小眼不能調焦,視距較近,但對光線變化非常敏感,反應迅速;而且還有5只,所以一旦盯上目標,就能牢牢鎖定,無論捕食還是逃避敵害,作用都很大,
眼觀六路,反應敏捷,適合刺客型選手 圖片來源:英雄聯盟
2 捕食前附肢
麒麟蝦還照搬奇蝦的前附肢,把第一對附肢特化成了捕食前附肢,又堅硬又靈活。畢竟在寒武紀想吃上肉,還得靠這帶倒刺的家伙事兒,
麒麟蝦與早期節肢類前附肢演化重建 圖片來源:大陸科學院南京地質古生物研究所
從這張圖可以看出早期節肢動物前附肢的變化:麒麟蝦和奇蝦的捕食大附肢同源(A、B),
之后分化為兩類,一類節數減少,演化為鰲肢類和大附肢類(C),往力量型發展,增強了捕食能力。
而等刺蟲這類,一部分保留了捕食功能,另一部分似乎又變細,往靈活性發展(D)。之后又分化出納羅蟲、撫仙湖蟲、瓦普塔蝦等,它們的前附肢看起來更像觸角了(E),
在生命演化過程中“謎團”不斷,麒麟蝦化石的發現,架起了從奇蝦演化到真節肢動物的中間橋梁,填補了節肢動物起源過程中關鍵的缺失環節,為生物進化論增添了又一有力實證,