小虫虫大眼萌？来看看头上长脚的蜘蛛远祖

作者：曾晗 陈孝政（中国科学院南京地质古生物研究所）

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

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看到蝎子、蜘蛛的你，是不是会顿时屏住呼吸、面色凝重？然而它们的远祖竟然还有点萌，拇指大小的身体，头上长着好多“脚”，还有着一双卵形大眼。而嘴边的一对“小钳子”则暴露了他们的真正身份——这类生物均属于螯肢动物。2019年9月11日，中国科学院南京地质古生物研究所等对五亿年前最早的螯肢类化石的研究在英国《自然》（Nature）杂志在线发表，为螯肢动物的起源提供了新的证据（戳“阅读原文”看论文~）。

世界这么大，你知道有多少物种吗？（图片来源：联合国濒危野生动植物国际贸易公约 CITES）

活得比人久：进化了5亿年的螯肢动物们

节肢动物门是动物界最大的一门，全世界约有120万现存种，占整个现今动物种数的80%。现生的节肢动物主要分为两大类：一类是以蝎子、蜘蛛、蜱螨、鲎等为代表的螯肢类；另一类是由多足类（以蜈蚣、马陆等为代表）、甲壳类（以虾、蟹等为代表）和六足类（以昆虫为代表）组成的有颚类。

现今节肢动物主要分为有颚类和螯肢类（图片来源：南京古生物所制作）

图示有颚类和螯肢类的主要区别（图片来源：南京古生物所制作）

最早的分节两侧对称动物起源于埃迪卡拉纪，节肢动物很可能在此时期已经出现（点此详解：教科书又要改写了？这条虫子的出现，是动物早期演化史的巨大飞跃）。到了寒武纪大爆发期间，绝大多数节肢动物类群已经起源甚至发生辐射，但螯肢动物在寒武纪是否已经起源一直不是很清楚。

寒武纪大爆发的盛况（图片来源：改自Science）

近日，中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎课题组法国籍博士后塞德里克·阿里亚（Cedric Aria）和加拿大安大略皇家博物馆同行合作，在寒武纪中期布尔吉斯页岩动物群中发现了一种莫里森虫（Mollisonia plenovenatrix）新物种，代表了目前已知最古老的螯肢类节肢动物。这项研究将螯肢动物的起源时间提前到了5亿年前，比之前发现的确认的螯肢动物化石提前了约3000万年。相关发现于2019年9月11日在线发表于国际著名科学期刊《自然》（Nature）杂志。

新发现的莫里森虫化石（图片来源：南京古生物所）

别看它是大眼萌物

凶狠起来还能徒“手”撕猎物

尽管只有拇指大小，但莫里森虫很可能是凶猛的捕食动物。它长有一双卵形大眼睛、具长步行肢，其“多功能”头部长有多对附肢，分别执行感觉、抓握、粉碎和咀嚼功能。

莫里森虫化石复原图，注意两只大眼睛中间有一对“小钳子”（图片来源：Joanna Liang 制作）

最重要的是，莫里森虫在其口部前方发育有一对小型的钳状附肢，称为“螯肢”。这对典型的附肢使得蝎子和蜘蛛等节肢动物能够击杀、夹持和切碎猎物，也因此将这类节肢动物命名为“螯肢动物”。

莫里森虫的螯肢与现生骆驼蛛（右上）螯肢的对比（图片来源：南京古生物所）

莫里森虫标本展现了确凿的“螯肢”特征。在这项发现之前，尽管一部分寒武纪节肢动物具有明显的似螯肢类特征，但螯肢类最典型的“螯肢”尚未在寒武纪化石中得到证实。

莫里森虫的特征结构示意图（图片来源：Jean-Bernard Caron 制作）

此外，莫里森虫身体后部的附肢上具有三片鳃一样的构造，这和螯肢类身体后部成对的特化呼吸器官“书鳃”或“书肺”相似。这进一步表明莫里森虫尽管是原始的螯肢类，但和现代的螯肢类在形态上已相当接近。

现生鲎的螯肢、书鳃等结构（图片来源：加拿大安大略皇家博物馆）

莫里森虫具有相当发育的步行足，因而被认为是生活在海底的捕食动物。由于莫里森虫和现代螯肢类形态相近，说明螯肢类节肢动物可能在寒武纪快速出现并迅速占据了其它节肢动物涉足较少的海底微型捕食生态位。而螯肢类的起源很可能发生在寒武纪的更早期，即动物的“寒武纪大爆发”真正发生的时候。

莫里森虫在节肢动物树上的演化位置（图片来源：Cédric Aria 制作）

莫里森虫最早在一个世纪前由美国著名古生物学家查理斯·沃科特（Charles Walcott）发现于加拿大落基山脉中的布尔吉斯页岩。然而，之前这类动物只有外骨骼被发现。此次的新研究采用了布尔吉斯页岩新化石点“大理石谷”的化石标本，保存了比沃科特发现的化石更精美的信息，首次揭示了莫里森虫的附肢等其它软躯体，进而揭示了莫里森虫的亲缘关系。

科研人员在布尔吉斯页岩新化石点“大理石谷”采集化石（图片来源：加拿大安大略皇家博物馆）

这项新发现进一步体现了寒武纪化石库的科学重要性。加拿大布尔吉斯页岩和中国澄江生物群等寒武纪化石库的核心重要性在于保存了“寒武纪大爆发”中快速多样化的动物身体造型和最早的海洋动物群落。这些著名化石充分展现了动物的软躯体形态特征，这包括附肢、眼睛、消化道甚至神经组织，就像莫里森虫中展现的那样。

5.18亿年前澄江生物群化石（图片来源：南京古生物所）

结语：

通过对这些软躯体化石宝库的持续研究，相信会有更多的新发现不断完善人们对我们所在的这个星球上的动物起源和演化的认识，特别是对神奇的寒武纪大爆发的认识。

本次发现及相关研究得到了多国科研基金、中国科学院国际人才计划和中国博士后科学基金等的支持。

论文相关信息：Cédric Aria1 & Jean-Bernard Caron, 2019. A middle Cambrian arthropod with chelicerae and proto-book gills. Nature. DOI 10.1038/s41586-019-1525-4.