蝎子、蜘蛛的老祖宗，找到了！

張蕤

看到蝎子、蜘蛛的你，是不是會頓時屏住呼吸、面色凝重，甚至尖叫？然而它們的遠祖竟然還有點萌，拇指大小的身體，頭上長著好多“腳”，還有著一雙萌萌的卵形大眼，整個兒看起來就像一只可愛的皮皮蝦。而嘴邊的一對“小鉗子”則暴露出了它們的真正身份——這類生物均屬于螯肢動物。

2019年，《自然》雜志發(fā)表了一項中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所的新發(fā)現(xiàn)，研究人員在寒武紀(jì)中期布爾吉斯頁巖動物群中發(fā)現(xiàn)了一種莫里森蟲新物種，代表了目前已知最古老的螯肢類節(jié)肢動物。當(dāng)然，莫里森蟲還有個可愛的名字——胖女獵手莫里森。

莫里森蟲的前世今生

5億年前，美麗的加拿大布爾吉斯一片海洋，海水里游弋著各種小生物，只有拇指大小的莫里森蟲靜靜等待著，一旦有小幼蟲、蠕蟲游過，它就伺機而動，用鉗子快速抓住，送進嘴巴……

一個世紀(jì)前，在加拿大的大不列顛哥倫比亞省，加拿大布爾吉斯國家森林公園里，莫里森蟲被美國古生物學(xué)家查理斯-沃科特發(fā)現(xiàn)于布爾吉斯頁巖中，但當(dāng)時只有外骨骼被發(fā)現(xiàn)，限制了科學(xué)家對它的進一步研究。

一個世紀(jì)后，同樣在加拿大的布爾吉斯國家森林公園里，來自中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎課題組的法國籍博士后塞德里克-阿里亞，與加拿大安大略皇家博物館同行合作，采用了寒武紀(jì)中期布爾吉斯頁巖新化石點“大理石谷”的標(biāo)本，對莫里森蟲進行了深入研究，這一次他們有了驚人的新發(fā)現(xiàn)。他們發(fā)現(xiàn)了新種莫里森蟲，體長約2.5厘米。盡管只有拇指大小，但是其標(biāo)本保存了更精確的信息——這枚化石標(biāo)本首次揭示了莫里森蟲的附肢、腸道、眼睛和神經(jīng)組織，從而揭開了螯肢類動物的秘密。

我們在莫里森蟲標(biāo)本里看到，莫里森蟲長有一雙卵形大眼睛、長步行肢以及分別執(zhí)行感覺、抓握、粉碎和咀嚼功能的多對附肢的“多功能”頭部。最重要的是，莫里森蟲在其口部前方發(fā)育有一對小型的鉗狀附肢，稱為“螯肢”。這對典型的附肢使得它和蝎子、蜘蛛等節(jié)肢動物一樣能夠擊殺、夾持和切碎獵物，研究人員也因此將這類節(jié)肢動物命名為“螯肢動物”。

這一發(fā)現(xiàn)，將螯肢動物的起源時間提前至距今5億年前，與此前確認的起源時間相比，提前了約3 000萬年。3 000萬年呢，人類的發(fā)展史才二三百萬年！

和蝎子、蜘蛛是“親戚”

同學(xué)們在生物課本中一定了解到了，蜘蛛和蟹子都屬于節(jié)肢動物。節(jié)肢動物門是動物界最大的一門，通稱節(jié)肢動物。全世界約有120萬現(xiàn)存種，占整個現(xiàn)存動物種數(shù)的80%。節(jié)肢動物生活環(huán)境極其廣泛，無論是海水、淡水、土壤、空中都有它們的蹤跡。有些種類還寄生在其他動物的體內(nèi)或體外?，F(xiàn)生的節(jié)肢動物主要分為兩大類：一類是螯肢類，以蝎子、蜘蛛、蜱螨、鱟等為代表;另一類是有顎類，由多足類（以蜈蚣、馬陸等為代表）、甲殼類（以蝦、蟹等為代表）和六足類（以昆蟲為代表）組成的。

典型的節(jié)肢動物可分為頭、胸、腹三部分，或頭部與胸部愈合為頭胸部，或胸部與腹部愈合為軀干部，每一體節(jié)上有一對附肢。人們熟知的蝦、蟹、蚊、蠅、蝴蝶、蜘蛛、蜈蚣以及已滅絕的三葉蟲等都是節(jié)肢動物。

而我們的胖女獵手莫里森蟲標(biāo)本展現(xiàn)了確鑿的“螯肢”特征。此外，莫里森蟲身體后部的附肢上具有三片鰓一樣的構(gòu)造，這和螯肢類身體后部成對的特化呼吸器官“書鰓”或“書肺”相似。這些特征都在向我們表明，莫里森蟲盡管是原始的螯肢類，但和現(xiàn)代的螯肢類在形態(tài)上已相當(dāng)接近。

那么，莫里森蟲吃什么呢？有科學(xué)家認為，莫里森蟲可能以三葉蟲為食。當(dāng)然，莫里森蟲也有天敵，它的某些更大塊頭的螯肢同類就會捕食它，反正在5億年前的海底，生物們互相把對方作為食物。

有助進一步了解寒武紀(jì)生命大爆發(fā)

我們先來看看過去的地球都經(jīng)歷些什么？在地球46億年的歷史上，曾發(fā)生過兩次大氧化事件。第一次大氧化發(fā)生在約24億年前，當(dāng)時大氣中的氧氣從幾乎為零上升到現(xiàn)代大氣含氧量的1%，隨后，地球上首次出現(xiàn)真核生物。到大約5.8億-5.2億年前，地球又發(fā)生了第二次大氧化事件。這一時期，地球上的海洋全面氧化，大氣含氧量也增加到現(xiàn)代的60%以上，這為高等動物的出現(xiàn)和快速演化奠定了基礎(chǔ)，隨后便出現(xiàn)了著名的寒武紀(jì)生命大爆發(fā)。

寒武紀(jì)生命大爆發(fā)被稱為古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)上的一大懸案，自達爾文以來就一直困擾著進化論等學(xué)術(shù)界。大約6億年前，在地質(zhì)學(xué)上稱作寒武紀(jì)生命的開始，絕大多數(shù)無脊椎動物們在幾百萬年的很短時間內(nèi)出現(xiàn)了。這種幾乎是“同時”地、“突然”地出現(xiàn)在寒武紀(jì)地層中門類眾多的無脊椎動物化石（節(jié)肢動物、軟體動物、腕足動物和環(huán)節(jié)動物等），而在寒武紀(jì)之前更為古老的地層中長期以來卻找不到動物化石的現(xiàn)象，被古生物學(xué)家稱作“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”，簡稱“寒武爆發(fā)”。

過去，科學(xué)家們一直認為在寒武紀(jì)時的生物爆發(fā)，出現(xiàn)的都是一些更接近簡單的物種，但是胖女獵手莫里森的發(fā)現(xiàn)，讓我們意識到，寒武紀(jì)大爆發(fā)出現(xiàn)了很多現(xiàn)代意義上的復(fù)雜物種。

莫里森蟲具有相當(dāng)發(fā)育的步行足，因而被認為是生活在海底的捕食動物。由于莫里森蟲和現(xiàn)代螯肢類形態(tài)相近，說明螯肢類節(jié)肢動物可能在寒武紀(jì)快速出現(xiàn)并迅速占據(jù)了其他節(jié)肢動物涉足較少的海底微型捕食生態(tài)位。而螯肢類的起源很可能發(fā)生在寒武紀(jì)的更早期，即動物的“寒武紀(jì)大爆發(fā)”真正發(fā)生的時候。

加拿大布爾吉斯生物群和中國澄江生物群等寒武紀(jì)化石庫，都保存了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)中快速多樣化的動物身體造型和最早的海洋動物群落。加拿大布爾吉斯生物群約為5.05億年前的中寒武世，它與中國貴州凱里生物群、云南澄江生物群構(gòu)成世界三大頁巖型生物群，為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)提供證據(jù)。目前已發(fā)現(xiàn)大約119屬140種海洋動物，改變科學(xué)界對寒武紀(jì)海洋生物的認知。

莫里森蟲新物種的發(fā)現(xiàn)，讓我們認識到包括中國澄江生物群在內(nèi)的寒武紀(jì)化石庫的核心重要性，該化石庫為研究寒武紀(jì)生命大爆發(fā)中的生物快速發(fā)展的多樣性提供了最早的群落樣本。通過對這些軟軀體化石寶庫的持續(xù)研究，相信會有更多的新發(fā)現(xiàn)不斷完善人們對我們所在的這個星球上的動物起源和演化的認識，特別是對神奇的寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的認識。

（責(zé)任編輯：趙夢祺 責(zé)任校對：曹偉）