新浪科技综合|五亿年前的超长大“虾仁”,“有被诱惑到”
文章图片
图1/16
麒麟虾化石 图片来源:中国科学院南京地质古生物研究所
来源:中国科普博览
11月28日消息 , 28日上午8时30分许 , 随着一阵汽笛声响 , 在马里亚纳海沟结束科考任务的“探索一号”科考船在三亚南山港码头靠泊下锚 , 成功实现10909米坐底记录的“奋斗者”号也随船胜利返航 。
体长达7cm , 头小身体长 , 如果存在这么一种虾仁 , 你心动不?
文章图片
图2/16
来自云南的麒麟虾 , 可惜没活到今天 图片来源:谭超
这就是近期中国科学院南京地质古生物研究所科学家发现的一种5亿多年前长相奇异的麒麟虾 。 之所以受到广泛关注 , 是因为麒麟虾的化石能够有效地帮助我们探索“节肢动物的起源”这一科学界重大问题 , 这一发现发表在权威学术期刊《Nature》上 。
文章图片
图1/16
麒麟虾化石 图片来源:中国科学院南京地质古生物研究所
一切要从发现的麒麟虾的身体结构说起 。 麒麟虾身上 , 既保留有较原始的器官 , 也有新的构造 , 处于节肢动物祖先类型和真节肢动物之间 。
文章图片
图4/16
麒麟虾复原图 图片来源:作者提供
这些新的构造都是啥?
1 。硬化表皮
说到节肢动物 , 不得不提奇虾 。 奇虾是当时海中一霸 , 可它的表皮是比较软的 。 而麒麟虾的表皮由几丁质强化 , 更为坚硬 , 面对寒武纪的大部分对手都不虚 。
当然 , 与麒麟虾同处于寒武纪海洋中的三叶虫也是身披坚硬的盔甲的 , 并且其外骨骼是由以甲壳素为主联合方解石、磷化钙等矿物组成的 , 是名副其实的“重甲” 。 但注意 , 这样的结构虽能够加强防御 , 却也拖慢了三叶虫行动的脚步 。
文章图片
图5/16
图片来源:谭超
相比之下 , 麒麟虾虽不具备三叶虫那超硬的矿化外骨骼 , 可它却更为轻便灵活 。 历史长河的案例表明 , 如果过于追求重甲而牺牲了机动获取信息等其它能力 , 似乎就会陷于某种被动中 , 最终被时代抛弃 。
文章图片
图6/16
三叶虫、鼠式坦克与战列舰 , 胜不能追 , 败不能退 , 卒 图片来源:谭超
2 。愈合的头部
麒麟虾身材修长 , 看起来近乎九头身的完美比例 。
文章图片
图7/16
化石保存了麒麟虾修长的身材;中间的两条深色线:上面是消化道、下面是腹神经索 图片来源:中国科学院南京地质古生物研究所
虽然和现今的虾比起来 , 它的头看上去很小 , 但是相比更早的类群来说已经很大了 , 这是因为麒麟虾的头部其实包含几个体节 。
简单来说 , 麒麟虾打通了虫体的前4个体节 , 形成了一个相对较大的整体空间 , 这就为“大型设备”整合组装在一起创造了条件 。
麒麟虾的头部有5只眼睛 , 这与当时海洋中另一种动物——奥帕宾海蝎相似 。 粗而短的前肢 , 靠抱、握、夹来猎食 , 与寒武纪的奇虾相似 。 麒麟虾的头已经集进食、感官及控制于一体 。
文章图片
图8/16
麒麟虾在寒武纪的表现可圈可点 , 这离不开新结构的有机整合 图片来源:谭超
麒麟虾的创新操作好比打开了潘多拉魔盒 。 之后的节肢动物在此基础上愈合了更多的体节 , 也融入了更多功能 。 现今的虾将十多个体节融合成头胸部 , 包裹在一整块头胸甲之中 , 内置各种器官 , 担负感觉、行走、捕食、消化、呼吸等众多功能 。 所以 , 相比之下 , 它们的头部看起来要大很多 。
文章图片
图9/16
现生虾的头胸甲内包含众多器官 。 图片来源:谭超
3 。分节腿肢
早期的附肢叫叶足 , 比较柔软 , 却能够让动物的身体抬离地面 , 帮助动物们站起来 , 并进行移动 , 例如微网虫、怪诞虫等 。 到了麒麟虾这一阶段 , 它们的腿肢开始分节 , 并包裹上“装甲” , 变得坚硬强壮 , 更加高级 。
文章图片
图10/16
1 叶足(微网虫) , 2 双肢型分节附肢(麒麟虾)图片来源:谭超
分节腿肢算是真节肢动物的入门标准 , 它极具潜力 , 后辈们在此基础上做出了更大的创造和升级 , 演化出了撕咬的颚、吸血的针、感知的触角、御敌的大钳子等 , 甚至纺丝和交配的工具 。
文章图片
图11/16
蚂蚁头上灵活的触角与强壮的颚。 图片来源:wikipedia-Mariana Ruiz
文章图片
图12/16
雌性蚊子吸血的口器Anopheles stephensi。 图片来源:Jim Gathany -PHIL
文章图片
图13/16
有大钳子的蝎子 。 图片来源:Dreamtime.com
文章图片
图14/16
蜘蛛獠牙及腹部的纺器 。 图片来源:Graphik:S.Scharf
以上三个明显的特征 , 表明了麒麟虾已经跨入了真节肢动物的大门槛 , 但它身上仍保留了一部分节肢动物祖先的特征 。
1 。五眼海蝎
麒麟虾并未演化出触角 , 而是直接照搬了奥帕宾海蝎头上的五只眼睛 , 以此作为主要感官器官 。 这些复眼由很多小眼组成 , 小眼前面有块晶状体 , 后面连有一条视神经 , 每个小眼捕捉到的光线形成了一个像素点 。 很多小眼排列在一起 , 便组成了完整的图像 。
它的复眼形状为半球形 , 能接收到光线角度很广 , 使得视角范围非常大;虽然小眼不能调焦 , 视距较近 , 但对光线变化非常敏感 , 反应迅速;而且还有5只 , 所以一旦盯上目标 , 就能牢牢锁定 。 无论捕食还是逃避敌害 , 作用都很大 。
文章图片
图15/16
眼观六路 , 反应敏捷 , 适合刺客型选手 。 图片来源:英雄联盟
2 。捕食前附肢
麒麟虾还照搬奇虾的前附肢 , 把第一对附肢特化成了捕食前附肢 , 又坚硬又灵活 。 毕竟在寒武纪想吃上肉 , 还得靠这带倒刺的家伙事儿 。
文章图片
图16/16
麒麟虾与早期节肢类前附肢演化重建 图片来源:中国科学院南京地质古生物研究所
从这张图可以看出早期节肢动物前附肢的变化:麒麟虾和奇虾的捕食大附肢同源(A、B) 。 之后分化为两类 , 一类节数减少 , 演化为鳌肢类和大附肢类(C) , 往力量型发展 , 增强了捕食能力 。 而等刺虫这类 , 一部分保留了捕食功能 , 另一部分似乎又变细 , 往灵活性发展(D) 。 之后又分化出纳罗虫、抚仙湖虫、瓦普塔虾等 , 它们的前附肢看起来更像触角了(E) 。
在生命演化过程中“谜团”不断 , 麒麟虾化石的发现 , 架起了从奇虾演化到真节肢动物的中间桥梁 , 填补了节肢动物起源过程中关键的缺失环节 , 为生物进化论增添了又一有力实证 。
出品:科普中国
制作:刘芸、谭超、王冠群、潘浩晨
(中国科学院南京地质古生物研究所 )
监制:中国科学院计算机网络信息中心
【新浪科技综合|五亿年前的超长大“虾仁”,“有被诱惑到”】(本文中标明来源的图片已获得授权)
推荐阅读
- 产品|泰晶科技与紫光展锐联合实验室揭牌
- 空间|(科技)科普:詹姆斯·韦布空间望远镜——探索宇宙历史的“深空巨镜”
- 相关|科思科技:无人机地面控制站相关设备产品开始逐步发力
- 机身重量|黑科技眼控对焦23年后回归,升级! 江一白解读EOS R3
- 公司|科思科技:正在加速推进智能无线电基带处理芯片的研发
- 项目|常德市二中2021青少年科技创新大赛再获佳绩
- 视点·观察|科技巨头纷纷发力元宇宙:这是否是所有人的未来?
- 技术|聚光科技旗下临床质谱仪获批医疗器械注册证
- 视点·观察|科技股连年上涨势头难以持续:或已透支未来涨幅
- 视点·观察|科技行业都在谈论“元宇宙”,可是它还不存在