如今的蜘蛛大部分时间都在陆地上度过，在田野、森林、沙漠以及几乎所有其他陆地栖息地里爬行。但这并不意味着它们的祖先一直生活在陆地上。
《Current Biology》上的一项新研究表明，蛛形纲动物——包括蜘蛛、蝎子及其近亲的节肢动物类群——最初可能是海洋居民。基于一个距今约5亿年的海洋节肢动物化石中保存完好的大脑和神经结构，该研究表明，最早的蛛形纲动物可能起源于海洋，然后才转移到陆地。
“蛛形纲动物最初在哪里以及何时出现，仍然是一个激烈争论的问题，”该研究的作者、亚利桑那大学神经科学家Nicholas Strausfeld在一份声明中表示。但这项新研究提供了一些答案，暗示蜘蛛和蝎子的祖先可能比传统认为的“水性”更强。
来自海洋的蜘蛛祖先？
先进的成像技术使研究团队能够识别出Mollisonia标本化石中的关键解剖特征。（图片来源：Nick Strausfeld）
Nick Strausfeld
蛛形纲动物已经存在了大约4亿年，根据化石记录，它们似乎在这段时间的大部分时间里都生活在陆地上。但最早的蛛形纲动物呢？它们是在水里还是在陆地上出现的？
为了回答这个问题，Strausfeld在各种光照条件和放大倍率下拍摄了Mollisonia symmetrica（一种大约5亿年前的寒武纪海洋节肢动物）这个保存完好的化石的各种照片。这种化石物种被分为两个部分，包括身体前部的宽阔甲壳和后部的分节躯干和尾巴，传统上认为它是现代鲎的祖先。
但是，通过揭示该标本神经系统的化石痕迹，照片显示Mollisonia的大脑和神经的排列方式不像现代鲎，而更像现代蜘蛛或蝎子。
根据他们的分析，Strausfeld及其合著者推测，该物种很可能是最早蛛形纲动物的祖先，这意味着蜘蛛和蝎子起源于海洋节肢动物，而不是陆地节肢动物。
“后置大脑”的起源
并排比较鲎（左）、Mollisonia化石（中）和现代蜘蛛（右）的大脑，揭示了这项研究的惊人发现：Mollisonia三个大脑区域（绿色、洋红色和蓝色）的排列与鲎相比是颠倒的，反而更类似于现代蜘蛛的排列。（图片来源：Nick Strausfeld）
Nick Strausfeld
那么，Mollisonia的神经系统有哪些特征表明它是当今蜘蛛和蝎子的近亲呢？
首先，Mollisonia有一个辐射状神经网络，控制着它多个附肢的运动，这与当今蛛形纲动物的辐射状神经网络非常相似。其次，Mollisonia有一系列短神经控制着它成对的前向“爪子”，这类似于现代蛛形纲动物控制它们成对外颚和钳子的神经。第三，Mollisonia的大脑结构是颠倒的，它不是像鲎那样从前到后组织，而是像蜘蛛、蝎子和其他蛛形纲动物那样从后到前组织。
Strausfeld及其合著者认为，这种颠倒的排列可能对最早的蛛形纲动物非常有利，缩短了它们神经控制中心与其神经之间的距离。事实上，这种设置可能帮助它们提高了速度、隐蔽性和敏捷性，使最早的蛛形纲动物能够像今天蜘蛛和蝎子一样，对自己身体的运动进行令人印象深刻的控制。
“蛛形纲动物的大脑与地球上任何其他大脑都不同，”Strausfeld在声明中说。“这表明它的组织方式与计算速度和运动控制有关。”
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对未来化石的希望
当然，Mollisonia神经系统与蛛形纲动物神经系统之间的相似性可能仅仅是巧合。因此，为了确认它们是共同祖先的结果，研究人员对节肢动物家族树中115个神经元性状进行了统计分析。他们的分析证实，Mollisonia与最早的蛛形纲动物密切相关，支持了该物种是现代蜘蛛和蝎子祖先的理论。
类似的标本可能有助于研究人员在未来追溯蛛形纲动物进化史的更多内容。尽管保存完好的神经系统标本很少见，但希望Mollisonia等其他物种能够展示不同节肢动物谱系如何演变成今天在地面上爬行的各种蛛形纲动物。
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Current Biology. 蛛形纲动物大脑的寒武纪起源
