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5亿年前化石中的这个小爪子刚刚改写了蜘蛛的起源

2026-04-04 14:47 泉水 ScienceDaily 阅读 0

“寒武纪节肢动物的那个位置从来没有爪子,”勒罗西-奥布里尔说,“我花了几分钟才意识到这一点,我刚刚暴露了迄今为止发现的最古老的螯肢动物。”

鉴定出最古老的已知螯合物

在发表于的一项研究中自然,研究科学家 Rudy Lerosey-Aubril 和哈佛大学有机体与进化生物学系比较动物学博物馆无脊椎动物古生物学馆长 Javier Ortega-Hernández 副教授描述库氏巨螯龟是在犹他州西部沙漠发现的一种拥有 5 亿年历史的海洋掠食者。它现在被认为是已知最早的螯类动物,包括蜘蛛、蝎子、鲎和海蜘蛛。这一发现将螯合物的已知历史延长了约 2000 万年。

“这块化石记录了螯肢动物的寒武纪起源,”勒罗西-奥布里尔指出,“并表明蜘蛛和鲎的解剖蓝图在 5 亿年前就已经出现。”

古代掠食者的详细解剖

揭示化石的结构需要耐心和精确度。 Lerosey-Aubril 在显微镜下用细针工作了 50 多个小时,以暴露其特征。该动物身长略多于 8 厘米,保留了由头盾和九个身体部分组成的背部外骨骼。

这两个区域具有不同的功能。头罩带有六对用于喂食和传感的附件。身体下方有板状呼吸结构,类似于现代鲎身上的书鳃。

螯肢动物的第一个明确证据

最引人注目的特征是螯肢,这是一种钳状附属物,定义了螯肢动物。这种结构将蜘蛛及其亲戚与昆虫分开,而昆虫的触角位于身体的前部。螯虫依靠抓取附肢,通常与毒液输送有关。

尽管寒武纪化石丰富,但之前尚未发现该时期螯肢动物的明显例子。这一发现填补了这一空白,并提供了这些定义特征首次出现时间的直接证据。

弥合重大的进化差距

在研究这块化石之前,已知最古老的螯虫来自摩洛哥的早奥陶世费祖阿塔生物群,距今约 4.8 亿年前。新样本比它们早 2000 万年,M.库斯托伊靠近螯合物谱系的基部。

它代表了一种过渡形式,将早期似乎缺乏螯肢的寒武纪节肢动物与后来被称为鲎的类鲎物种(synziphosurines)联系起来。

奥尔特加-埃尔南德斯解释说:“巨螯肢动物表明,在头部附肢失去外部分支并变得像今天蜘蛛的腿之前,螯肢和将身体划分为两个功能专门区域的进化,它调和了几个相互竞争的假设;在某种程度上,每个人都部分正确。”

寒武纪大爆发的早期复杂性

这块化石捕捉到了螯类动物进化的关键时刻。这表明,它们身体计划的重要元素在寒武纪大爆发后不久就已经确定,当时生命正迅速多样化。

奥尔特加-埃尔南德斯补充道:“这告诉我们,到寒武纪中期,当进化率非常高时,海洋中已经栖息着节肢动物,其解剖结构的复杂性可与现代形式相媲美。”

为什么早期的成功被推迟了

即使具有这些先进的特征,螯合物并没有立即主宰海洋生态系统。数百万年来,它们仍然相对不常见,并且被三叶虫等群体所掩盖。直到后来,它们才开始扩张并最终迁移到陆地上。

“其他动物群体也有类似的进化模式,”勒罗西-奥布里尔说。 “这表明进化的成功不仅仅与生物创新有关——时机和环境背景也很重要。”

从被忽视的化石到重大发现

该化石是从犹他州豪斯山脉的中寒武纪惠勒组中采集的。它由业余化石收藏家劳埃德·冈瑟 (Lloyd Gunther) 发现,并于 1981 年捐赠给堪萨斯大学生物多样性研究所和自然历史博物馆。几十年来,它一直是看似普通标本收藏的一部分,直到勒罗西-奥布里尔选择将其作为早期节肢动物研究的一部分进行检查。

以雅克·库斯托命名

物种名称库氏巨螯龟纪念法国探险家雅克·伊夫·库斯托。 Lerosey-Aubril(同为法国人)和 Ortega-Hernández 选择这个名字是为了表彰库斯托为强调海洋生物的美丽和脆弱性所做的努力。

勒罗西-奥布里尔说:“库斯托和他的船员激励了几代人去探索海面之下,以改变我们看待海洋生物方式的人来命名这种古老的海洋动物似乎很合适。”正如库氏巨螯龟改变了我们对螯虫的看法。

一个仍然塑造着现代世界的团体

如今,螯合物包括超过 120,000 种,从蜘蛛、蝎子到螨虫、鲎和海蜘蛛。它们占据陆地和水中的广泛环境。

奥尔特加-埃尔南德斯总结道:“数千年来,这些动物一直静静地存在于我们中间,从流行文化到医疗和农业贡献,深刻影响着我们的生活。” “这一化石的发现为它们的起源提供了新的线索。”

博物馆藏品的持久价值

研究人员还强调了科学收藏的重要性。堪萨斯大学生物多样性研究所和自然历史博物馆等机构将标本保存了数十年,随着科学认识的发展,新的见解不断涌现。作者重点介绍了 B. Lieberman 和 J. Kimmig 等策展人的工作,他们的努力确保了这些藏品可供未来发现。

Journal Reference:

  1. Rudy Lerosey-Aubril, Javier Ortega-Hernández. A chelicera-bearing arthropod reveals the Cambrian origin of chelicerates. Nature, 2026; DOI: 10.1038/s41586-026-10284-2

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