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科学家发现5亿年前节肢动物的化石大脑

Stanleycaris 是昆虫和蜘蛛的远亲。 这一发现阐明了它们身体结构进化的时间线。

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图片来源:Sabrina Cappelli © 加拿大皇家安大略博物馆

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在地球5亿年前的寒武纪时期,海洋中充满了奇异而美妙的生物。 其中一种是放射齿类动物,它有捕食性附肢、带齿的圆形嘴巴和带有游泳腿的分节身体。 它是今天节肢动物(包括昆虫和蜘蛛)的远古亲戚。 在一项新的研究中,研究人员报告了数百个保存完好大脑和神经的放射齿类动物化石。 这一发现揭示了节肢动物如何进化出它们分节的身体结构。

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主要作者 Joseph Moysiuk 在一份新闻稿中说,大脑的数量和质量令人震惊。“细节非常清晰,就好像我们正在观察昨天死去的动物一样。”

该团队研究了 1980 年代和 1990 年代从伯吉斯页岩收集的 286 个 Stanleycaris hirpex 化石。 加拿大落基山脉的挖掘地点是最著名的地方,可以找到寒武纪化石。 联合国教科文组织甚至在 1981 年将其命名为世界遗产。

Stanleycaris 不是最大的放射齿类动物。 它的长度为 20 厘米,比其一米长的亲戚 Anomalocaris 小一个数量级。 然而,它的同时代生物很少长到超过手指的长度。 20 厘米的长度可能足以对较小的猎物造成严重破坏。

Stanleycaris 就像为科幻小说创造的生物。 除了两个眼柄外,它们头部中央还有第三只眼睛。 他们的大脑有两个脑叶:一个控制视觉,一个控制他们的掠食性手臂。

头部与身体的其他部分区分开来,身体分为 17 个重复的部分。 这类似于当今节肢动物的一般身体结构。 但在当今的昆虫等节肢动物中,每个节段都有一个称为神经节的神经中心。 Stanleycaris 的神经索完全没有神经节。 研究人员认为,神经节一定是相对较新的进化创新。

Moysiuk 在一份新闻稿中说:“这些化石就像罗塞塔石碑,有助于将放射齿类动物和其他早期节肢动物化石的特征与现存群体中的对应物联系起来。”

早期节肢动物化石很少见,这使得科学家们不得不将零散的碎片拼凑起来。 新研究中对大脑和眼睛的前所未有的保存,为神经如何与昆虫般的身体结构一起进化提供了难以捉摸的见解。 安大略大学的合著者兼教授 Jean-Bernard Caron 说:“这项发现是了解[放射齿类动物]的外观和生活方式的关键一步。”

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