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科學家發現會“排隊”的三葉蟲Ampyx

撰文:MICHAEL GRESHKO
 
科學家發現會“排隊”的三葉蟲Ampyx
新發現的三葉蟲Ampyx化石證實,這些古代海洋生物曾排成一排在海底穿行,可能是為了集體遷徙,也可能是為了交配。
攝影:JEAN VANNIER,UNIVERSITÉ DE LYON
 
  在第一支康加舞出現的5億年前,形似今天的鱟的海洋生物也跳起了自己的交際舞。新發現的化石證實這些動物曾成群結隊地在海底穿行,可能是集體遷徙,也可能是為了交配。近日,研究者在《科學報告》雜志上稱,這些化石表明,在地球進化史的早期,動物們就開始協調自己的動作。
 
  大約5億2千萬年前,早期生物已經進化出復雜的感覺器官,比如觸角和眼睛,以及能夠處理所有輸入信息的大腦。這些進化讓動物們彼此感知并一致行動。
 
  新發現的化石可以追溯到4.8億年前,這些化石包括幾只Ampyx priscus,一種曾經生活在如今的法國和摩洛哥的三葉蟲。令人驚奇的是,這些特殊的化石由一連串組成,其中大多數三葉蟲個體都面朝著同一方向。
 
  “這表明,集體行為并不是數百萬年前出現的演化革新,”里昂大學的古生物學家、新研究的主要作者Jean Vannier在電子郵件中寫道。“實際上,集體行為的歷史要久遠得多,可以追溯到動物生命的第一批生物多樣化事件。”
 
  三葉蟲是一種已滅絕的海洋節肢動物,與今天的昆蟲、蜘蛛和甲殼類動物是近親。如今,巴哈馬群島的大螯蝦也以類似的方式遷徙,部分依靠地球磁場的微妙變化來確定方向。
 
  “通常我們看自然紀錄片的時候,比如那些記錄動物群體不同行為的紀錄片,我們一般不會考慮這種行為的起源。這很有趣,甚至連行為也能在化石記錄中保存下來,”澳大利亞新英格蘭大學的古生物學家John Paterson說,他對新研究進行了同行評審。
 
有趣的隊列
 
  從外形上看,三葉蟲與今天的鱟和團子蟲相似,實際上它們在地球早期歷史中扮演了重要角色。三葉蟲誕生于至少5.21億年前,一直延續到2.52億年前,在地球歷史上最嚴重的物種大滅絕中滅亡。這比不會飛的恐龍的存在時間還要長。
 
  在這段時間內,三葉蟲的種類出現了大量分化。有些超過60公分,另一些則進化出了彎曲的脊椎,可能是用于抵御大顎魚和其他潛在的捕食者。長期以來的研究表明,三葉蟲經常聚集在一起交配、覓食,也可能是為了保護自己。
 
  然而,在大多數三葉蟲群的化石中,三葉蟲的方向是隨機的,這也是Ampyx排成一排如此引人注目的原因。2008年,兩名研究人員認為,這幾只Ampyx為了躲避捕食者而躲進洞穴,于是排成一排。不過,當Vannier和同事檢查在摩洛哥扎古拉棉附近發掘的化石后,并沒有發現任何洞穴的證據。
 
  “對洞穴假說而言,這簡直是一個致命的打擊,” Paterson說。相反,他們認為Ampyx一直在海底列隊行進,直到風暴浪激起的低氧沉積物將其迅速掩埋。
 
  但如果是這樣的話,這些沒有眼睛的生物是如何排成一排的呢?三葉蟲有三根獨特的刺,一根突出于前方,另外兩根突出于后方。在新發現的三葉蟲化石中,相鄰的Ampyx的刺相互接觸。Vannier的團隊認為,這些Ampyx在行進過程中可能利用刺感知彼此。當然,這些三葉蟲也有可能通過化學分泌物感知彼此。
 
  盡管研究者做出了詳細的分析,但這些化石的某些方面還是無法解釋。例如,在一些化石中,其他種類的三葉蟲似乎偶爾也會加入其行列。目前還不清楚其他三葉蟲物種為何會趁機插隊,或者這一奇怪的隊列只是化石記錄出現的一個巧合。
 
  Vannier說,可能還存在更古老的類似集體行為的痕跡,或許有助于解開這個謎。2008年,科學家們發現了一些5.25億年前的化石,其中保存了緊緊連在一起的形似蝦的生物。古生物學家將其解釋為一群在水中自由漂浮的生物,但Vannier認為這些生物和Ampyx一樣,都是排成一排在海底穿行。
 
  “這是一個非常有趣的群體行為的例子,”Vannier說。
 
(譯者:流浪狗)
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