只因一對“兔耳朵”，這類獨特三葉蟲踏入進(jìn)化“死胡同”

它們與其它三葉蟲生活在一起，但是卻特立獨行;它們生活在海底，卻長著“一對長長的兔耳朵”;它們存在的時間很短暫，卻為三葉蟲演化史書寫了驚嘆的一筆……

科技日報記者11月23日從中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，該所寒武紀(jì)大爆發(fā)研究團(tuán)隊的碩士研究生孫智新、博士曾晗和研究員趙方臣，在位于山東濰坊的華北地臺寒武紀(jì)中期饅頭組地層中，發(fā)現(xiàn)一類獨特的三葉蟲。由于該三葉蟲具有特殊的頭部輪廓，酷似一對兔耳朵，因此被命名為“耳形范特西蟲”。

“這個發(fā)現(xiàn)是出人意料的，它長得太奇怪、太令人驚嘆了。”孫智新告記者，耳形范特西蟲的“大耳朵”究竟是一種生活策略，還是走進(jìn)了生物演化的“死胡同”，需要更多的證據(jù)進(jìn)行研究，但是不管怎么說，它都為探究寒武紀(jì)三葉蟲頭殼形態(tài)特化提供了重要案例。

因循守舊的“怪脾氣”讓人猜不透

三葉蟲是一種奇特的遠(yuǎn)古動物，半圓形的頭部、紋理分明的肋葉，讓它們看起來就像戴著頭盔的武士。

它們是寒武紀(jì)的霸主，有科學(xué)家把寒武紀(jì)稱為“三葉蟲的時代”。從距今5.2億年前的寒武紀(jì)早期開始登場，到2.4億年前的二疊紀(jì)完全滅絕，三葉蟲前后在地球上生存了3.2億多年，可見它的生命力極強。

在漫長的時間長河中，它們演化出繁多的種類，有的長達(dá)70厘米，有的只有2毫米。但是在寒武紀(jì)早中期的數(shù)千萬年里，很多三葉蟲卻是因循守舊的“保守派”，老祖宗傳給它們的形態(tài)基本沒什么改變。

“三葉蟲在寒武紀(jì)達(dá)到了其分類多樣性的最高峰，但是這一時期成百上千個種屬之間比較相似。一直到了奧陶紀(jì)中晚期，三葉蟲才達(dá)到形態(tài)分異度的巔峰。”孫智新說，這種演化方式，讓人著實猜不透三葉蟲的“怪脾氣”。

比如，寒武紀(jì)早中期多節(jié)類三葉蟲“三大門派”之一的褶頰蟲類，就是形態(tài)“保守”的代表。極盛時期，它曾經(jīng)占據(jù)整個三葉蟲家族多樣性的半壁江山，前后延續(xù)數(shù)千萬年，但是它們的形態(tài)往往大同小異，尤其是它們的頭部在演化過程中更加保守，這也讓科研人員為其演化歷史所困擾。

“過去，也曾發(fā)現(xiàn)頭部特化的褶頰蟲類，但是僅限于在頭蓋邊緣加厚并伸出一根或數(shù)根長刺，而且這樣的例子也是屈指可數(shù)。”孫智新說道，這或許與寒武紀(jì)三葉蟲缺乏群落與生態(tài)環(huán)境分異有很大的關(guān)系。

作為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)中“跑在最前面”的物種，三葉蟲剛出現(xiàn)時，周圍并沒有那么多競爭者，它們大多也聚集在淺海生活。但到了奧陶紀(jì)，競爭和掠食者逐漸增多，為了適應(yīng)環(huán)境，三葉蟲進(jìn)入深海“跑馬圈地”，因此有一些三葉蟲進(jìn)化出不同的眼睛位置、更硬的外骨骼以及必要的生存技能，這些適應(yīng)能力讓三葉蟲在競爭日益激烈的海底世界顯得更加游刃有余。

“兔耳朵”或為迷惑天敵及捕食

2018年，孫智新與導(dǎo)師趙方臣研究員等一行來到山東濰坊，這里有一處地層剖面，屬于華北地臺寒武紀(jì)中期饅頭組，是研究三葉蟲及其生態(tài)環(huán)境的優(yōu)良地層，他們在此已發(fā)掘研究多年。

沒想到，這一次挖掘卻有意想不到的發(fā)現(xiàn)。“我們首先是發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的三葉蟲幼蟲頭部，看起來像個‘馬鞍’，而它們的周圍大多是傳統(tǒng)的三葉蟲，頭部是半圓形。”孫智新說道。

這些奇特三葉蟲數(shù)量并不多，而且化石顯得支離破碎。2019年5月，他們找到一枚完整的成蟲化石，直到這時，耳形范特西蟲才現(xiàn)出真容。

耳形范特西蟲的頭部狹長，其長度接近背殼總長度的一半;鞍前區(qū)向前延長，中部有一個凹口，使頭蓋前部形似一對“兔子耳朵”;由于特殊的頭蓋形態(tài)，活動頰特化成側(cè)邊緣平直的砍刀狀。

這些特征及其特殊的眼脊和頭鞍特征，使耳形范特西蟲不同于同時期的其他三葉蟲屬，成為寒武紀(jì)三葉蟲家族的又一新成員，也成為褶頰蟲家族中罕見的頭部特化類群。

孫智新表示，和同層的其他三葉蟲相比，大部分范特西蟲頭蓋化石的前部已破損折斷，這說明與正常三葉蟲的半圓形頭蓋相比，耳形范特西蟲“異型”的頭蓋可能更加脆弱。因此，耳形范特西蟲獨特的外形可能與捕食、迷惑天敵等其他因素有關(guān)。

“生命演化史已證明，許多高度特化的類群在環(huán)境變化面前抗逆性較弱，耳形范特西蟲的頭部長成這個樣子，或許是三葉蟲在演化中走出的‘勇敢一步’，但也有可能是不太成功的一步。”孫智新說，他們總共發(fā)現(xiàn)了50枚耳形范特西蟲化石，與同地層其它三葉蟲相比，數(shù)量很少，而且該地層屬于快速沉積地層，說明耳形范特西蟲存在的時間并不長。在此之后，再也沒有其它三葉蟲長出這樣的“兔耳朵”來，特立獨行成為生命的絕唱。(張 曄)

關(guān)鍵詞： 兔耳朵 三葉蟲