本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
圖片來源:D. Default;皇家安大略博物館;Moysiuk et al. 2017
這個長著猛獁象獠牙的冰淇淋錐,被飛行義大利麵神教所居住,它的名字叫做Haplophrentis。它確實存在過。上個月,當科學家們研究了這種生物的1500多塊化石,並對其解剖結構以及由此推斷出的進化樹有了一些新發現時,它在自然雜誌上掀起了一小陣波瀾。
Haplophrentis是一種角石,這是一類在古生代的2.8億年間大量存在的有殼生物,但在恐龍出現之前在二疊紀-三疊紀滅絕事件中滅絕了。長期以來,人們一直想知道它們到底是什麼,以及它們是如何融入地球的進化樹的,因為它們奇特的解剖結構組合——一個錐形的殼,配有一個盾形的蓋子,有時還長有一對棘刺——與其他的生物都不太相似。但是科學家們並沒有太多的證據。大多數化石只包含生物的硬組織,而少數出現的軟組織痕跡通常也沒有什麼意義。
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因此,三位加拿大和英國的科學家收集了1500塊化石——包括一些來自加拿大伯吉斯頁岩令人興奮的新大理石峽谷和斯坦利冰川地區的含有軟組織的新標本——可以想象,他們花了很多時間仔細觀察。在新的化石中,有254塊儲存了動物軟組織的痕跡。他們看到這種動物有一個可伸縮的器官,上面覆蓋著12-16個觸手。
在Haplophrentis化石中發現的軟組織。a) 觸手縮回,左側有六個觸手,右側有三個觸手。b) 一個有16個觸手的縮回的觸手。c = 圓錐形殼,lh = 左海倫,rh = 右海倫,cl = 鎖骨,cp = 主突,ct = 結締組織,g = 腸道,ms = 肌肉疤痕,mt = 中央觸手,o = 殼蓋,pl = 咽腔,t = 觸手。圖片來源:Moysiuk et al. 2017
這個器官非常類似於現代被稱為觸手冠動物的一類動物的攝食器官(觸手冠)。以下是一種苔蘚動物或苔蘚蟲的現代觸手冠的樣子。
這些觸手使他們得出結論,該動物與通常認為的軟體動物沒有密切關係,而是與稱為腕足動物的觸手冠動物有關。腕足動物今天仍然生活在深水和極地海洋中,但在5億年前,它們的數量甚至更多。成年Haplophrentis的觸手排列方式與現代腕足動物幼蟲的觸手排列方式非常相似,但與成年腕足動物複雜的觸手冠風格不同。
化石還表明,觸手冠是可伸縮的,並且該動物具有U形的消化道。將它們放在一起,他們提出了一個關於該生物的外觀和運作方式的假設,正如你在本頁頂部和下面的藝術家重建圖中看到的那樣。在下面的圖片中,a-d顯示了“艙門開啟”的配置,而e-f顯示了“營業時間結束”。
重建圖,蓋子開啟,觸手伸出(a-d)和收回(e-f)。bw=體壁。圖片來源:Moysiuk et al. 2017
那些獠牙——在技術上被稱為海倫——真的很特別。作為記錄,以下是加拿大皇家不列顛哥倫比亞博物館立體模型中描繪的猛獁象獠牙。
以前,科學家們推測Haplophrentis生活在沉積物中。但在新研究中的四塊獨立化石中,較小的腕足動物已經將自己粘附在角石的海倫上,如本文頂部的重建圖所示(去看看吧)。這些相同的Haplophrentis化石包含軟組織痕跡,並且殼的各個部分仍然牢固地連線在一起,這使得腕足動物很可能在生物還活著時就附著在它身上(該生物必須在死後迅速被掩埋才能儲存得如此完好)。
如今,腕足動物從海水中過濾食物,因此它們出現在活角石的海倫上表明,Haplophrentis一定生活在沉積物之上,而不是在其中。作者推測,這種動物旋轉其螺旋形的獠牙以支撐自己離開海底,也許是為了將其進食觸手提升到水流更強、食物更豐富的地方。在Haplophrentis外殼的頂部和底部也發現了結殼生物(類似於藤壺),這支援了它們可以像低底盤汽車一樣被抬離海底的想法。
參考文獻
Moysiuk, Joseph, Martin R. Smith, 和 Jean-Bernard Caron. "角石是古生代觸手冠動物。" Nature (2017).