有时候白日梦会变成现实。马丁·史密斯(Martin Smith)记得自己作为本科生时听过的一场讲座,这场讲座给他留下了深刻印象。演讲提到了展示古代蠕虫状生物如何进化成更复杂的有肢体生物(如昆虫、蜘蛛、螃蟹和蜈蚣)的难度。
此前,证明这一点一直令人望而生畏,因为没有寒武纪幼虫化石包含做出任何进化推断所需的细节。史密斯记得当时想:“如果他们能找到合适的寒武纪幼虫化石,一切都会迎刃而解!”
现在,通过对一具“游曳原始幼虫”(Youti yuanshi)幼虫的分析,现任杜伦大学教授的史密斯简直不敢相信。“我从未真正想过这会成为可能,更不用说我能参与这项工作了,”史密斯说。
一具保存完好的幼虫化石
通常,寒武纪化石缺乏必要的细节来真正研究它们的进化性质。但幸运的是,杜伦大学团队发现的化石保存得如此完好,以至于可以用成像技术检测到其内部器官,他们在《自然》杂志上报告称。
史密斯推测,这具刚死亡的幼虫落入了富含磷的水中,那里的化学条件恰到好处。
“在类似沉积物中保存下来的成千上万其他生物中,我认为没有任何一个能像我们在这里看到的这样,展现出如此精致的内部保存,所以我们真的是非常幸运——这具化石肯定有它自己的特殊故事,是天时地利人和造就了近乎完美的保存,”史密斯说。
尽管他们检查的幼虫比罂粟籽还小,但用英国牛津郡钻石光源的高能成像技术对其进行扫描,获得了惊人的细节,包括该生物大脑、消化腺、循环系统以及连接幼虫腿部和眼睛的神经的3D图像。
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进化树
对这具真节肢动物化石内部运作的揭示表明,尽管它从外部看起来很原始,但其神经系统似乎与节肢动物(在进化阶梯上比真节肢动物高一级)的神经系统更相似。
“这具化石显示的是,这种复杂的内部解剖结构开始在那些从外部看起来仍然相当简单的生物中发展,”史密斯说。“一旦我们开始理解内部解剖结构,我们就不停地惊讶于我们看到的特征在进化树上的位置远高于我们对这种动物的预期。”
这项详细成像的启示是什么?“游曳原始幼虫”(Youti)在处理视觉和触觉方面可能比以前认为的要好得多。下一个问题是,它比以前认为的更复杂的神经系统会把它推上进化树的更高位置吗——更接近节肢动物而不是真节肢动物?
“我们离解决所有悬而未决的问题还有很长的路要走,”史密斯说。
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《自然》。寒武纪真节肢动物幼虫的器官系统。














