研究人員發現了一種不尋常的三葉蟲物種——蜘蛛和龍蝦的一種古老的海生近親如何能夠防禦捕食者，並在地球氧氣水平波動時在顛簸的旅程中生存下來。從大約5.2 億年前的寒武紀開始，近3 億年來，三葉蟲在海洋中繁衍生息。它們在我們星球上的生存時間比恐龍還要長，經歷了兩次重大的大規模滅絕事件，並主宰了海底生態系統。

它們的裝甲身體分為三部分：頭部、胸部或中間部分以及剛性的尾部。已知的三葉蟲種類超過20000 種，成熟後，大多數三葉蟲的中部都有特定數量的節片。然而，在Aulacopleura koninckii 中，科學家發現了一些不尋常的東西。儘管每個早期生長階段的大小和形狀幾乎沒有變化，但成熟的Aulacopleura 已發育出18 至22 個中段。

“我和我的合作者認為這個物種很奇怪。 我們無法理解為什麼Aulacopleura 的身體各不相同，而同時生活的其他動物的數量卻是恆定的，”加州大學河濱分校的古生物學家、一項關於這種三葉蟲的新研究的通訊作者奈傑爾·休斯(Nigel Hughes) 說。

休斯說：“看到三葉蟲的胸部節段數量不同，就像看到人類出生時背部的椎骨數量不同一樣。”

研究人員對這種異常現象、它如何影響動物的自我保護能力以及為什麼會以這種方式發展提出了疑問。這些問題在《英國皇家學會學報B：生物科學》上發表的一項新研究中得到了解答。

就像現代常見的球鼠婦一樣，三葉蟲捲曲成球狀，以保護自己免受大型烏賊類生物、魚類和其他捕食者的侵害。當捲起來時，它們可以將尾巴整齊地塞在頭下，因此軟組織受到堅硬的外部骨骼的保護。就Aulacopleura 而言，3D 建模表明，捲起過程中的保護僅限於中間少於18 個節段的較小、未成熟的形式。

休斯說：“隨著節段數量的增加，身體比例不允許它們將臀部整齊地塞在頭下並仍然受到完全屏蔽。那麼，為什麼這個物種總是不斷地增加身體節段，它又是如何在可惡的掠食者面前生存下來的呢？”

根據他們的虛擬重建，當擁有大量中節的Aulacopleura 感到受到威脅時，它們很可能會像它們的親戚一樣捲起來，只是讓尾巴伸出頭部，從而最大限度地減少暴露的間隙。

休斯說：“其他可能的防禦演習會在兩側留下缺口，暴露關鍵器官——這種可能性極小。”

至於為什麼這種三葉蟲的中段數量不同的問題，研究人員轉向了他們早期的工作。“這些部分下面是什麼？ 腿充當鰓！節段越多，呼吸的表面積就越大。”

增加額外的呼吸裝置可能使這些動物能夠忍受當地海底氧氣水平的下降，從而排除了其他物種，例如那些捕食較大的Aulacopleura 的物種。部分海底缺氧，迫使捕食者撤退到氧氣充足的地方。但體型較大的Aulacopleura 擁有額外的鰓，可以原地不動，免受捕食者的侵害。

了解這個物種如何適應生物和物理壓力可以讓研究人員更好地了解生存策略是如何演變的。三葉蟲的發育方式提供了現代節肢動物主要類群（包括昆蟲和蜘蛛綱動物）的共同祖先最初如何進化的線索。

“研究這些動物的原因之一是研究發育本身是如何進化的，”休斯說。“與其說溫柔的人會繼承地球，不如說靈活的人會繼承地球。”