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科學家發現1.6億年前極為罕見的海蜘蛛化石與現存活體物種關係密切

科學家發現1.6億年前極為罕見的海蜘蛛化石與現存活體物種關係密切

2023-08-21 Comments 0 Comment

來自法國南部的一批極為罕見的1.6 億年前的海蜘蛛化石與現存物種關係密切,不同於更古老的同類化石。這些化石為了解海蜘蛛的進化歷程提供了重要線索,揭示了我們今天看到的多樣性是在侏羅紀時期開始形成的。

Palaeopycnogonides-gracilis-2048x2048.webp

研究人員在法國南部發現了1.6 億年前的海蜘蛛化石,這些化石與現存物種關係密切。這些發現有助於深入了解海蜘蛛的進化過程,並有助於校準分子鐘,從而提高我們對節肢動物進化的認識。Palaeopycnogonides gracilis(正常顏色)。資料來源:Romain Sabroux 博士

主要作者、布里斯托爾大學地球科學學院的羅曼-薩布魯(Romain Sabroux)博士說:”海蜘蛛(Pycnogonida)是一類海洋動物,對它們的研究總體上非常少。不過,它們對了解節肢動物(包括昆蟲、蛛形綱、甲殼綱、蜈蚣和千足蟲)的進化非常有趣,因為它們在節肢動物生命樹中出現得相對較早。這就是我們對它們的進化感興趣的原因。”

“海蜘蛛化石非常罕見,但我們知道其中有一些來自不同時期。羅訥河畔拉沃爾特的海蜘蛛化石以其多樣性和豐富性成為最引人注目的動物群之一,其歷史可以追溯到約1.6 億年前的侏羅紀。”

與更古老的海蜘蛛化石不同,拉沃爾特的pycnogonids在形態上與活體物種相似(但不完全相同),之前的研究表明它們可能與活體海蜘蛛家族關係密切。但這些假說受到觀察手段的限制。由於不可能接觸到隱藏在岩石化石中的東西,薩布魯博士和他的團隊來到巴黎,開始用最先進的方法研究這個問題。

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Palaeopycnogonides gracilis 通過反射變換成像技術繪製圖片來源:Romain Sabroux 博士

Sabroux 博士解釋說:”我們使用了兩種方法來重新研究化石的形態: X 射線顯微層析技術可以’觀察’岩石內部,發現隱藏在內部的形態特徵,並重建化石標本的三維模型;反射變換成像技術是一種圖片技術,它依靠化石周圍光線的不同方向來提高化石表面不明顯特徵的可見度。從這些新的見解中,我們獲得了新的形態學信息,將它們與現存物種進行比較。”

這證實了這些化石是現存pycnogonids的近親。其中兩個化石屬於兩個現存的pycnogonid家族: Colossopantopodus boissinensis 屬於Colossendeidae 科,而另一種Palaeoendeis elmii 屬於Endeidae 科。第三個物種Palaeopycnogonides gracilis 似乎屬於一個今天已經消失的科。

如今,通過計算物種樣本DNA序列之間的差異,並利用DNA進化模型,我們能夠估算出將這些物種聯繫在一起的進化時間。

“這就是我們所說的分子鐘分析。但與真正的時鐘一樣,它也需要校準。基本上,我們需要告訴時鐘:’我們知道,在那個時候,那個族群已經存在了。多虧了我們的工作,我們現在才知道,侏羅紀時,Colossendeidae和Endeidae已經’存在’了”。”

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Palaeopycnogonides gracilis – 根據CT 掃描數據繪製的3D 模型。資料來源:Romain Sabroux 博士

現在,研究小組可以使用這些最小年齡作為分子鐘的校準,並研究pycnogonids的進化時間。例如,這可以幫助他們了解地球歷史上不同的生物多樣性危機是如何影響它們的多樣性的。

他們還計劃研究其他侏羅紀動物化石,如德國亨斯呂克石板(Hunsrück Slate)的動物群,其年代為泥盆紀,距今約4 億年。

他們將採用同樣的方法重新描述這些物種,並了解它們與現存物種的親緣關係;最後,將各個時期的所有侏羅紀化石替換到侏羅紀生物的生命樹中。

薩布魯博士補充說:”這些化石讓我們了解了生活在1.6億年前的海蜘蛛。多年來,我們一直在研究活體海蜘蛛,這讓我們非常興奮。這些pycnogonids看起來既非常熟悉又非常奇特,這一點非常吸引人。熟悉,是因為你肯定能認出其中一些至今仍然存在的科,而奇異,則是因為腿的大小、身體的長度等細微差別,以及其他一些你在現代物種中找不到的形態特徵。pycnogonids

“現在,我們期待著下一次化石的發現–來自侏羅紀和其他地質時期的化石–這樣我們就能完整地了解這幅畫捲了!”

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