科學家發現了保存完好的5億年前的幼蟲化石甚至大腦
研究人員在發現了一種生活在5億年前的微小蠕蟲狀生物的遺骸後,發現了最大動物群的大腦是如何進化的。新發現的「Youti yuanshi」幼蟲化石保存完好,為研究寒武紀節肢動物的演化提供了路線圖。
據7月31日發表在《自然》雜誌上的一項新研究稱,這種生物死於早期發育階段,即幼蟲階段,屬於一種名為“Youti yuanshi”的新物種,這個名字由標準的中文拼音「yòutǐ」(意為「幼體」)和「yuánshǐ」(意為「原始」)組合而成。
「Youti yuanshi」生活在寒武紀的海洋中,幫助產生了現存的節肢動物,如昆蟲、蜘蛛和螃蟹。儘管只有一粒沙子大小,化石保存得非常完好,揭示了前所未見的細節,有助於解釋節肢動物是如何發展出複雜的大腦的。
研究的主要作者、英國達勒姆大學古生物學副教授馬丁史密斯在聲明中說:「當我過去常常幻想著我最想發現的一塊化石時,我總是會想到節肢動物的幼蟲,因為發育數據對理解它們的進化是如此重要。
一組研究人員在中國雲南省的元山岩層中發現了這具化石。他們用X光掃描化石,創造其內部結構的虛擬3D影像。根據這項研究,這些圖像顯示了一個大腦和原始的循環系統,包括為幼蟲簡單的腿和眼睛服務的神經的痕跡。
「我已經知道這個簡單的蠕蟲狀化石很特別,但是當我看到它皮膚下保存的驚人結構時,我的下巴都掉了下來—— 這些複雜的特徵是如何避免腐爛的,並且在5億年後仍然在這裡看到的?
雖然,研究人員不確定這種動物是如何成為如此特殊的化石的,但在死後不久的某個時候,它的軟組織被磷酸鹽取代並保存在岩石中。史密斯告訴我們,水中的磷含量一定更高,這為此生物的細胞轉化為磷酸鹽礦物質提供了原料。
這種特殊的保存方式,使研究人員能夠看到比通常更多的早期節肢動物解剖結構。這包括節肢動物的大腦在「Youti yuanshi」時代變得更加複雜的跡象。例如,根據聲明,幼蟲有一個祖先的大腦區域,該區域將成為一個更專門的節肢動物頭部的結節,具有觸角和各種其他附屬物。這些特殊的頭部意味著這些生物可以適應各種各樣的生活方式,包括成為複雜的掠食者。
「隨著節肢動物大腦的發育,這使得節肢動物能夠表現出更複雜的行為和更複雜的形態,」史密斯說。
他補充說,這「導致它們的多樣性迅速增加,並一直保持到今天」。