@ 2023.09.29 , 07:02

我们终于知道三叶虫吃什么了

数以万计的化石中,我们终于找到了一只胃里还有食物的三叶虫。

三叶虫最早出现在寒武纪早期,是节肢动物的早期代表之一,包括所有昆虫在内。它们繁盛了超过1亿年,留下了似乎无处不在的化石——我们已经描述了超过2万种不同的三叶虫物种。这个数量是我们所知的哺乳动物物种数量的三倍多。

然而,尽管有那么多化石,我们从未找到过一只胃里有食物的三叶虫。根据它们的外观和所处生态系统,我们可以推测它们可能吃了什么,但无法确定它们确切的食物。但是今天,研究人员描述了一份保存完好的样本,其中包括这个动物最后几顿的食物,这表明这个特定的动物有点像水生吸尘器。
最后几顿晚餐

这个化石来自捷克共和国的布拉格盆地的页岩沉积物。这些岩石的年代可以追溯到奥陶纪,即寒武纪之后,大约持续了4.5亿年。在这里的页岩层中夹杂着被称为“Rokycany Balls”的硅酸盐结核。当这些结核含有化石时,它们往往保存完好,并提供了长逝的生物的三维细节。

捷克科学家团队描述的结核包含了一只大约5厘米长的相对罕见的三叶虫化石,属于之前已经描述过的一种叫做Bohemolichas incola的物种。除了精细地捕捉到其外部解剖结构外,研究人员还能够使用同步辐射成像技术对其内部进行成像,这是一种圆形粒子加速器。

在这个动物内部的中央,有一条由主要由小块贝壳组成的物质线。根据现有的节肢动物,研究人员得出结论,这几乎可以确定是其消化道的遗迹。虽然沿着这条轨迹有三个物质团簇,但它们之间还有一些较小的贝壳碎片,提供了整个消化道的轮廓。

同步辐射成像的细节足够清晰,可以确定三叶虫所吃的物种。它们中的大多数似乎是介形类,一种至今仍然常见的小型甲壳动物(现存有1.3万种介形类物种)。其中一些似乎是该动物的幼虫。还有一些薄壳的碎片,可能来自蛤蜊和贻贝之类的贝类,以及一些棘皮动物的碎片(比如海星和海胆)。

总的来说,食物的最引人注目之处在于其种类之多。似乎这个动物会吞下在它所生活的水体底部遇到的任何有壳物体。决定某物是否为食物的关键因素似乎是壳的强度是否足够低,以便三叶虫能够穿透,尽管它似乎没有能力咬碎厚壳。作者写道:“食物的选择是基于大小和壳的抵抗力,而不是[物种]组成。”他们还表示,他们不知道还有其他任何动物具有这种进食行为。

适应进食?

研究人员推测,这种动物的一些形态可能涉及对这种不寻常进食方式的适应。与有机体的大小相比,肠道本身似乎具有相对较大的直径。消化管两侧还有一些可能代表产生消化酶的腺体组织。动物的尾部也相对钝,可能是为了让充满贝壳的粪便通过(如果你好奇科学家如何描述排便,那就是以“可能代表进一步适应,使大颗粒未消化物通过肛门开口”这样的措辞)。

显而易见的是,这些贝壳本身似乎不被消化。这将需要酸性环境,并会释放大量的钙,这对于肌肉收缩以钙为驱动的动物来说可能带来挑战。相反,研究人员认为,酶消化了最初附着在这些贝壳上的软组织。

有一些证据表明,这创造了一个有毒的环境。一些洞穴表明,在三叶虫死亡和埋葬后,清道夫挖掘下来接触到了它。但是这些洞穴似乎避开了消化道周围的区域。

研究人员对这一发现提出的一个警告是,这只三叶虫的进食行为可能并不完全正常。动物的壳在两个节片之间存在不连续,这可能表明它正准备蜕皮。如果是这样,动物可能过度进食以产生额外的压力,以帮助它打破旧壳。

因此,在数以万计的三叶虫化石中,我们终于找到了一只胃里有食物的化石。然而,这似乎来自一种具有奇特进食模式的物种,这个特定的个体可能吃得比平常多。因此,我们可能需要找到更多这样的化石,以更好地了解三叶虫的饮食习惯。

本文译自 Ars Technica,由 BALI 编辑发布。

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