如果你去过自然博物馆,很可能见过这样一种生物——它们乍一看像一种“虫”,身上像穿着盔甲。这就是著名的三叶虫。三叶虫是一类已经完全灭绝的生物,存活在距今5.21亿年前至2.5亿年前,也是古生代化石沉积中数量最多、种类最丰富的生命形式之一。目前,古生物学家已经确认了超过2.2万个三叶虫物种,它们的体型各异,最小的体长还不到2毫米,最大的甚至超过90厘米不等。
能发现如此众多的三叶虫物种,主要归因于这些生物的外骨骼是由一种叫作方解石的矿物构成的,非常容易保留下化石。然而,这也带来了一个问题,那就是大多数三叶虫化石只留下了外骨骼,能保留软体部分(比如触角和腿)的化石却非常罕见。近日,在发表于《科学》的一项新研究中,研究人员发现了迄今为止解剖结构最完整的三叶虫化石,揭示了从未在任何三叶虫身上看到的细节。
这些保存在火山灰中的摩洛哥三叶虫留下了触角和腿,还有口腔结构,甚至整个消化系统的三维结构。研究团队利用了高分辨率X射线微观层析成像技术(XRμCT)进行了进一步研究。X射线可以检测到岩石与空腔的密度差异。随后,他们又使用计算机对化石的X射线切片进行建模,这样就能以三维的方式研究三叶虫整个身体的解剖结构。这些三叶虫看起来活灵活现,好像能从岩石中爬出来一样。
研究团队发现了三叶虫口周围的特化腿,更清楚地了解了三叶虫的进食方式。像鲎一样,三叶虫头部和身体的附肢有一连串朝内的密集刺,在猎物或者腐肉来到嘴边的时候,这些刺可以控制并撕裂它们。人们普遍认为,三叶虫在长触角后有三对头部附肢,但这两个物种都显示有四对。他们还发现,三叶虫的口是一道狭窄的缝,位于一个被称为上唇的肉质片后面。
这样的结构在现存的节肢动物中相对常见,人们一直猜测三叶虫应该也如此,但还是第一次真正清晰地看到它们的样貌。其中有一个标本还显示了这种生物的整个消化系统,从口部开始,通向食道,然后延伸到一个J形胃,与贯穿整个身体的长肠相连。这项研究为研究三叶虫的解剖学和生物学提供了新的视角。而它同时也预示着,在浅海环境中沉积的火山灰具有巨大的潜力。
地质学家和古生物学家常常在沉积岩中搜索化石,但其实火山灰形成的岩石中也可能有保存格外完好的化石。谁知道在其中还会发现什么秘密呢?