
5.1億年前,在火山灰流中埋葬前的瞬間,兩種三葉蟲的藝術重建 。©A.El Albani教授,普瓦捷大學

腹面圖中三葉蟲Protolenus(Hupeolenus)頭部和前軀干(“身體”)四肢的顯微斷層重建 。©Arnaud MAZURIER,IC2MP,普瓦捷大學

三葉蟲Gigutella mauretanica腹側視圖的顯微斷層重建 。©Arnaud MAZURIER,IC2MP,普瓦捷大學
據布里斯托爾大學:一些迄今為止發現的保存最完好的三葉蟲化石揭示了迄今為止未知的已滅絕節肢動物的細節 。
盡管在過去的兩個世紀里收集和研究了數百萬塊化石,但這些新的標本在5億多年前火山灰將它們淹沒在水下時很快就被殺死并成為化石,它們顯示出了前所未有的三葉蟲細節 。
這些三葉蟲來自寒武紀 , 由來自摩洛哥的普瓦捷大學地質學家Abderrazak El Albani教授領導的一個國際科學家團隊對其進行了研究 。這個國際團隊包括來自布里斯托爾大學地球科學學院的合著者Harry Berks和Philip Donoghue 。
他們發現,三葉蟲的嘴周圍聚集著專門的成對腿,這更清楚地說明了三葉蟲是如何進食的 。
Harry Berks解釋道:“頭部和身體的附肢有一組向內的密集刺,就像鱟一樣,當獵物或拾得的尸體向前移動到嘴里時,它們會操縱和撕裂它們 。
“嘴是一個狹窄的縫隙,位于被稱為唇的肉質葉后面,在現存的節肢動物中是已知的,以前從未在三葉蟲中如此清晰地看到過 。”
口腔邊緣的附肢有像勺子一樣彎曲的基部,而且非常小,以至于在保存不太完好的化石中沒有被發現 。
人們普遍認為三葉蟲的長觸角后面有三對頭部附屬物,但兩種摩洛哥物種都顯示有四對 。
摩洛哥的三葉蟲可以追溯到大約5.15億年前的寒武紀 。這些化石是在沉積在三葉蟲生活的淺海底的火山灰巖石中發現的 。三葉蟲,甚至是在生活中通過一根纖細的莖附著在它們身上的微小的“燈殼”(腕足類),都會被熾熱、令人窒息的灰燼殺死,當包裹它們的灰燼變成巖石時,它們很快就會變成化石 。三葉蟲的外表面、所有的腿和搭在上面的燈殼都被塑造成火山巖中的印痕 , 而三葉蟲在充滿灰燼后的消化道被保存了下來 。
為了觀察三葉蟲死亡后巖石上的這些印痕是如何形成的,研究小組使用了高分辨率X射線顯微斷層掃描(XRµCT) 。X射線檢測出三葉蟲形成的巖石與尸體被抹去前的空(空氣)空間之間的密度差異 。合著者哈里·貝克斯(Harry Berks)利用化石X射線切片的計算機建模,研究了三葉蟲從周圍巖石中分離出來的整個身體的三維解剖結構 。哈里說:“計算機工作是一項艱巨的任務,但這絕對是值得的 。這些三葉蟲看起來很有活力,幾乎就像它們能從巖石里爬出來一樣 。”
龐貝三葉蟲之所以如此引人注目,是因為它們不像許多化石那樣扁平或變形,每條腿都像生活中一樣排列,甚至腿關節上還保留著小棘和感覺刷毛 。來自倫敦自然歷史博物館的合著者Greg Edgecombe說:“我研究三葉蟲已經將近40年了 , 但我從來沒有像研究這些生物那樣多地觀察活體動物 。” 。
這項研究為消失已久的三葉蟲的解剖和生物學提供了新的線索,但也表明了沉積在淺海環境中的火山灰作為尋找異常保存化石的巨大潛力 。合著者Philip Donoghue說:“沒有人希望在火山巖中發現化石,但我們的研究表明,火山灰沉積物絕對值得一看 。誰知道在這些研究不足的巖石中還有什么秘密有待發現?”
三葉蟲是一種完全滅絕的節肢動物,是一種有關節的腿動物,包括目前存活的100多萬種昆蟲、螃蟹、蜘蛛和蜈蚣 。它們是古生代化石沉積物中最豐富、最多樣的生命形式之一,生存于5.21億年前至2.5億年前 。古生物學家已經描述了20000多種三葉蟲,體長從不到兩毫米到90厘米不等 。大多數三葉蟲物種僅從其堅硬的外骨骼(如龍蝦的外殼)中得知,但只有大約30種物種在頭盾和身體的每一部分下保留了一對觸角和/或一對兩支腿 。
論文:
El Albani A、Donoghue P.C.J、Berks、H.O等人在《科學》雜志上發表的“快速火山灰埋藏揭示了寒武紀三葉蟲的3D解剖結構” 。
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