在化石記錄中，很少有生物比塔利怪物更令古生物學家困惑。這種奇特的海生物——長著牙齒狀的、類似樹幹的口鼻和長在堅硬杆上的外展眼睛——一直無法分類。自從 1966 年首次被描述以來，研究人員已將其與各種生物歸為一類，例如環節動物、游泳蛞蝓和原始鰻魚狀生物。近年來，古生物學家甚至將塔利怪物與七鰓鰻等無頜魚類聯絡起來，後者具有類似脊椎骨的結構。
現在，日本的一個科學家團隊使用了高解析度雷射掃描器來分析塔利怪物化石的三維解剖結構。他們本週在期刊《古生物學》上發表的研究結果提出，這種神秘的化石畢竟是無脊椎動物，儘管其真實身份仍然難以捉摸。
在 20 世紀 50 年代，業餘化石獵人弗朗西斯·塔利在伊利諾伊州東北部的梅森溪化石床中發現了魚雷狀生物的幽靈印記，該生物具有大型尾鰭。在那裡，在石炭紀時期，3 億多年前覆蓋該地區的溫暖河口的古代居民被封存在鐵礦石結核中。該沉積層以其令人難以置信的儲存而聞名：除了標準的帶殼生物，如蝦、鱟和海蠍外，還有蠕蟲和水母等生物的遺骸，它們的軟體很少化石化。
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塔利從未見過像“魚雷”化石這樣的東西。他將這一發現帶到了芝加哥菲爾德自然歷史博物館，那裡的古生物學家也同樣感到困惑。當一位博物館館長在 1966 年的一篇論文中正式描述這種化石時，他將其命名為 Tullimonstrum gregarium。從那時起，科學家們一直無法確定塔利怪物是否具有類似脊椎骨的東西，或者該生物在系統發育樹上的位置。
2016 年，一個研究團隊提出了一個潛在的解決方案。維多利亞·麥考伊是一位古生物學家，現任職於威斯康星大學密爾沃基分校，她的同事們假定，先前被認為是動物腸道的結構是一種脊索——一種原始的、類似脊椎骨的結構，在塔利怪物游泳時為其提供支撐。“它看起來與七鰓鰻或盲鰻截然不同，這讓我有點難以理解，”麥考伊說，她沒有參與這項新研究。“但它們有許多與無頜魚類非常相似的特徵，例如複雜的眼睛和軟骨椎骨。”
然而，並非所有研究人員都認同塔利怪物的脊椎動物地位。為了在新研究中重新分析這種令人費解的生物的特徵，科學家們對日本博物館收藏的一批塔利怪物化石應用了資料驅動的方法。“主觀觀察可能會導致偏差，因此我們採用了詳細的測量和資料科學方法，以給出一些客觀的結論，”東京大學的進化生物學家、研究合著者巖崎亙說。
巖崎亙當時還是博士生的宮上智之注意到，扁平的塔利怪物化石表面各有細微的異常。“當我在博物館看到標本時，我意識到存在從未被詳細研究過的細微表面不規則性，”宮上智之說，他現在是東京國立自然科學博物館的研究員，也是這項新研究的主要作者。“我認為這些可能成為理解塔利怪物的線索。”
該團隊採用了一種類似於研究恐龍足跡的技術，使用 3D 雷射掃描器建立了 150 多個此類化石表面的彩色數字地圖。然後，他們對細微的三維結構進行了統計研究，以充實該動物的解剖結構。
該團隊的結論是，先前研究中與脊椎動物相關的幾個特徵——例如鰓囊、三葉腦和鰭條——要麼在化石中缺失，要麼在結構上與脊椎動物中看到的特徵不相似。研究人員還使用 X 射線顯微計算機斷層掃描分析了塔利怪物化石“軀幹”末端的爪狀噴嘴，並確定該噴嘴的帶刺尖牙與現代無頜魚類（如七鰓鰻）的牙齒不相似。
根據宮上智之的說法，塔利怪物的分節是另一個關鍵差異。“我認為最重要的是我們發現了頭部區域的分節，”他說。宮上智之說，塔利怪物的分節延伸到眼睛前方，這種排列在任何脊椎動物譜系中都看不到。但他強調，仍然難以自信地將塔利怪物歸入任何特定的無脊椎動物群體。
雖然麥考伊仍然認為塔利怪物與無頜魚類有關，但她對這項新研究的發現很感興趣。“眼睛杆前方分節的證據確實更有力地證明了塔利怪物可能是一種無脊椎動物脊索動物，”她說，這一類別包括文昌魚等生物。
所有人都認為，需要進行更多研究，以幫助塔利怪物最終找到分類學歸屬。巖崎亙認為，一些關鍵資料點可能正在等待更仔細的觀察。“博物館藏有很多標本處於休眠狀態，”他說，“現在我們擁有非常好的感測器和工具來詳細研究它們。”