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最初的纺纱者

真的蜘蛛出现数千万年前,就已经有蜘蛛的近亲在吐丝了吗?

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俄亥俄州立大学古生物学研究生凯里·伊斯特戴(Cary Easterday)表示,一种古老的、毛茸茸的八条腿的怪物——这是最早登陆的动物之一——可能是已知最古老的吐丝昆虫。如果属实,这一发现可能意味着几种蛛形纲动物是独立进化出产生丝的能力的。

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所有现代蜘蛛都会吐丝,这导致一些古生物学家得出结论,古代蜘蛛也是如此。然而,这种技能何时以及如何进化尚不清楚。蜘蛛被认为至少在3.7亿年前就已进化,但直到大约2.9亿年前,也就是已知最完整的蜘蛛化石的时代,才在化石记录中发现产丝结构。在黎巴嫩琥珀中发现的最古老的保存下来的蜘蛛丝,还要年轻得多,只有1.2亿到1.3亿年的历史。

伊斯特戴正通过研究一群被称为“三巨头蝎虫”(trigonotarbids)的类似蜘蛛的蛛形纲动物来填补吐丝进化的空白,它们生活在4.2亿至2.8亿年前。作为他硕士论文工作的一部分,他仔细研究了一种名为*Aphanotomartus pustulatus*的三巨头蝎虫的第四对(也是最后一对)腿。这枚硬币大小的化石是在十多年前从俄亥俄州东部的Cemetery Hill煤层中出土的,但此前从未被详细研究过。(同一个地点还出土了世界上已知最大的蟑螂化石,一种名为*Xenoblatta scudderi*的3.5英寸长的怪物,这是伊斯特戴最近公布的。)

在生物的第四对腿上,伊斯特戴观察到了一排独特的微小凸起,或称微结节。他说:“每个凸起都代表一根毛发的基部。”他注意到,这些凸起的地点和排列方式与现代某些蜘蛛第四条腿上的“梳状器”(calamistrum)非常相似。“梳状器是一排强壮的毛发,用于从一个称为“筛板”(cribellum)的板状器官中拉出丝。我的证据表明,科学家们一直在寻找古代蛛形纲动物中错误的产丝结构。我们不应该寻找蜘蛛释放丝的腹部末端变体——“纺丝器”(spinnerets),而应该寻找类似“筛板”的结构,它们看起来像一小片密集的微结节。它们很难找到,但并非不可能,所以我鼓励其他古蛛形纲动物研究者去寻找。”简而言之,研究人员可能一直在盯着古代蛛形纲动物的产丝器官,却没有认出它们。

伊斯特戴承认,他的生物是吐丝者的证据并不确凿。例如,后腿上的微结节可能是用来梳理身体的清洁结构。*Aphanotomartus*的背部和其他身体部位也出现了其他小凸起,但根据它们的分布,伊斯特戴猜测这些其他凸起可能就是功能为简单感觉器官的毛发的基部。伊斯特戴说:“由于大多数蜘蛛视力不佳,它们通过身体上覆盖的毛发,感知空气和地面的振动来感知周围的世界。”

伊斯特戴声称,这些微结节看起来不同,这使得它们很可能真的是吐丝器官。“这些微结节排列在第四条行走腿上的位置和排列方式表明它们具有更专门的功能。”他说。“吐丝似乎是陆生(即生活在陆地上的)节肢动物的一种适应。现代蜘蛛、假蝎子、一些昆虫、大多数蜈蚣、一些马陆和螨虫都会吐丝。证据表明,其他已灭绝的古代陆生节肢动物也可能吐丝。”

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