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史上最怪异的生物 科学家花了80年时间才分辨其正反面

脢脌陆莽脙帽脪芒脥酶 2020-05-31 13:58:15

史上最怪异的生物 科学家花了80年时间才分辨其正反面


全知视角

化石,是古生物学家了解史前地球环境和史前动物的一个重要媒介,但化石的形成并不容易。毕竟,古生物可没钱给自己买棺材。它们若要变成化石,除了要被火山爆发之类的大灾难瞬间埋藏,还要撑过漫长的自然物质侵袭和地质运动的变化,所以能完好留存下来又被人类挖出的化石,可谓是凤毛麟角。



当有些动物灭绝超过5亿年时,很难说出它是什么样子,因此科学家在发掘史前动物化石并还原其样子时,都是基于化石的一些合理推测及脑洞想象。于是关于史前动物的样子,在学界可以说是百家争鸣,争论不休。比如旋齿鲨就是一个很好的例子。而有一种史前动物已被发现有上百年之久,但科学家为了还原其真貌也花了100多年的时间,80年分清它的正反面,24年才弄清头和尾——怪诞虫!

怪诞虫:地球有史以来最怪异的生物之一!

◆学名:Hallucigenia,属有爪动物类门;

◆栖息地:海底;

◆体长:0.5到3.5厘米;

◆生存年代:寒武纪(约在5.08亿年前);

◆食物:以动物腐尸为食。



在5.3亿多年前的寒武纪,是地球生命大爆发的伊始。至于是什么原因造成,科学家猜测是大气氧气含量增加或者气候变暖有关。当时地球海洋诞生了很多节肢动物、软体动物、蠕虫等,比如很多人都听说过的三叶虫、第一代霸主奇虾......这些捕食者和被捕食者不断演化,其中就演化出了浑身是刺的怪诞虫。

离奇白日梦,正反面被颠倒!

1909年,美国古生物学家查尔斯·都利特·沃尔科特(Charles Doolittle Walcott)在加拿大西北的落基山脉发现了伯吉斯页岩( Burgess Shale)。经过测定,其历史可以追溯至5.05亿年前,相当于寒武纪中期。在这里,他找到了寒武纪生命大爆发的证据,并从中发掘了60000多件寒武纪化石。



在1911年,约0.5英寸长的怪诞虫化石被挖了出来。不过由于化石太多、人手不足,要是每件挖出来都先仔细研究一番,都不知道要挖到牛年马月。所以沃尔科特并没有意识到怪诞虫的古怪之处,而其看起来像长了刺的蠕虫,于是将怪诞虫归类为多毛类环节动物。

在1977年,英国的古生物学家西蒙·康威·莫里斯( Simon Conway Morris)重新对怪诞虫化石进行研究。他证明了怪诞虫不属于环节动物或者节肢动物,这也是学界首次对怪诞虫进行系统研究。在他重建怪诞虫的模型中显示这一只超现实的奇怪动物:其身体呈蠕虫状,在长脖子的末端有一个小头;背上有一排刺(附肢或触手),下面规则分布的两排刺应该是它的腿。



它的行走方式就像是在踩高跷一样(目的是不陷入海泥里)。用背上那些灵活的附肢,沿着身体传送食物,到达那巨大形状像气球一样的头部。他认为只有做梦才能梦到如此奇怪的生物,于是将其命名为怪诞虫。

虽然看起来有点奇怪,但是寒武纪大爆发时,生活在5亿年前的大多数动物也是如此(符合人类思维)。简而言之,莫里斯当时是把怪诞虫完全颠倒地描述了出来:其背面的脊椎被认为是腿,反之亦然,而头部却被误认为是尾巴。同时因为寒武纪生物都普遍长得很有想象力了,所以很多古生物学家也是充满了想象力,他们对于莫里斯提出的怪诞虫造型提出了不同意见,争论不休。

正反还原,但哪端是头、哪端是尾?

随着80年代我国澄江动物群的发现,研究人员拉斯·拉姆斯科尔德(Lars Ramskold)和候先光(Hou Xianguang)于1991年在澄江生物群的寒武纪早期地层化石中发现了更加完整的怪诞虫化石,仔细清理化石上残留的泥土,发现怪诞虫另一边还有一组隐藏的腿。这才意识到莫里斯一直将怪诞虫的正反面弄反了。原本以为只有一排刺的背部,其实才是它的正面,那只有单排的刺才是它们的腿。



尽管花了20多年的时间弄清楚了它的脚是在哪边,但是还有一个谜团,就是哪一端才是它的头呢?在1992年,拉姆斯科尔德提出建议,将那像气球一样的“头部”当成是怪诞虫死亡时被挤出的内脏,所以形状像气球那端才是怪诞虫的尾巴,不然很难确切地分辨出怪诞虫的头是哪一端,尾是哪一端。

真貌还原,向人类咧嘴微笑!

直到2015年,发表在《自然》(Nature)期刊上的一项研究,终于解开了怪诞虫的真面目。

来自剑桥大学的古生物学家马丁·史密斯(Martin Smith)与多伦多大学的卡隆(Jean-Bernard Caron)用工具切开了伯吉斯页岩,发现了几十个怪诞虫化石标本,然后试图通过电子显微镜寻找怪诞虫的头部特征,结果还真让他们给找到了。





史密斯表示:“当我们将其放在电子显微镜中时,我们不仅看到了那双眼睛,而且还看到了那向我们咧着嘴的笑容。”

这也就意味着怪诞虫的头、尾部位有了结论:一对单眼(盲的)、一张嘴都长在此前以为是‘尾巴’的地方;其背部长出两排脊刺(这些长刺可能用于防御);拥有环形齿,部分牙齿从喉咙延长至胃部(可能与将水和食物吸入肠内有关);有10对真脚(后7都对有爪子,估计是用来捕食的武器)。

尽管史密斯团队解决了怪诞虫的头尾问题,但他们也未能确切了解其后代是如何演化的,在学界还是一个谜。但史密斯同时也认为怪诞虫应该并非如外界早前所预料没有后代,天鹅绒虫可能是怪诞虫的后代。因为两者在足部皆有相似的爪子。比如天鹅绒虫头部有须,体表有环但不分节,属于有爪动物门的代表生物。



其实人类已经知道怪诞虫这种动物已有100多年了,但很长一段时间内都不知道哪一端是头、哪一端是尾,似乎有点不对劲。不过这对科学家来说,这是一个常态。科学家很少在第一时间就把所有事情都做好,而幸运的是,科学是不断自我纠正的过程。

在地球46亿年的漫长岁月中,在热闹的寒武纪大爆发里,应该还有很多史前动物被压在石头里,等待着重见天日的时刻。


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