油体元石的扫描电子显微图像。 (Yang Jie/Zhang Xiguang)
我们的星球时不时地会出现一种如此壮观的化石,几乎你所能做的就是惊叹不已。
有时,这些化石是曾经以雷鸣般的脚步踏过地球表面的宏伟遗迹。有时,它们只是微粒,你可能不会多看一眼,但它们里面却蕴含着众多的秘密。
这就是在中国岩石中发现的芝麻大小的幼虫化石。这种幼虫来自大约 5.2 亿年前的寒武纪,代表了一个全新的属和种。真节肢动物被称为Youti yuanshi。
这么小的岩石斑点可能很容易被忽视,但这个非凡的化石几乎完美地保存下来,其内部解剖结构完好无损。它代表了当今地球上遍布的节肢动物——蜘蛛、螃蟹和昆虫——的祖先物种。这意味着它可以告诉我们有关这些动物进化历史的信息,而很少有化石可以揭示这些信息。
“当我曾经梦想着我最想发现的一块化石时,我总是会想到节肢动物幼虫,因为发育数据对于理解它们的进化至关重要,”古生物学家马丁·史密斯说英国杜伦大学的博士。
“但是幼虫是如此微小和脆弱,找到化石的机会几乎为零——至少我是这么认为的!我已经知道这个简单的蠕虫状化石很特别,但是当我看到它的皮肤下保存的令人惊叹的结构时,我惊得下巴都掉下来了——这些错综复杂的特征怎么可能避免了腐烂,而且在 5 亿年后仍然存在?”
三维化石是在页岩中发现的已知化石特别丰富又称玉安山组。使用醋酸小心地提取它,然后进行高分辨率扫描以对其进行全程成像——也许可以瞥见潜伏在其中的任何东西。
尽管化石的大小不超过几毫米,但化石本身却非常细致。它的外部有纹理的皮肤、头部和腿部。而且,在内部,X 射线计算机断层扫描揭示了其完整的内部解剖结构。其中包括幼虫的大脑、消化腺、循环系统和神经系统。
“使用 3D 成像查看样本内部的内容总是很有趣。”地质学家凯瑟琳·多布森说英国斯特拉斯克莱德大学的教授表示,“但在这个令人难以置信的微小幼虫中,自然石化却实现了近乎完美的保存。”
由于幼虫如此古老,而且它代表了节肢动物生命周期中的一个发育阶段,这在古代化石中很少见,因此科学家认为Y. yuanshi可以帮助我们了解动物界这个极其成功的门的早期发展和进化。
与当今节肢动物的复杂身体相比,这种蠕虫本身似乎很简单,但从其内部解剖结构中可以看出后来出现的动物的踪迹。例如,它的原大脑(蠕虫的大脑区域)预示着随着节肢动物的进化而发展的更复杂的颅骨解剖结构。
此外,Y. yuanshi的循环和消化解剖结构可以与节肢动物特征的后期发育联系起来。
研究人员表示,这一早期解剖学突显了节肢动物如何出色地实现多样化,发展出专门化各种生态环境的能力,并在全球范围内取得了成功。
虽然这个单Y. yuanshi尽管化石在你的手掌中显得相形见绌,但它的发现对我们了解地球上的生命具有重大意义。
该研究发表于自然。