研究人員發(fā)現(xiàn)，“擴(kuò)張頭盔蟲（Helmetia expansa）”有行走的腿和蛻皮行為，這改變了人們對(duì)其移動(dòng)性和生長(zhǎng)的假設(shè)。

一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，寒武紀(jì)節(jié)肢動(dòng)物擴(kuò)張頭盔蟲一直是個(gè)謎。它于1918年被古生物學(xué)家查爾斯·杜立特爾·沃爾科特發(fā)現(xiàn)，最初被認(rèn)定為甲殼類動(dòng)物。盡管在科學(xué)文獻(xiàn)中經(jīng)常被提及，但這種物種從未被正式描述過(guò)，而且只有一個(gè)標(biāo)本被展示過(guò)。

在《系統(tǒng)古生物學(xué)雜志》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，由生物體和進(jìn)化生物學(xué)系博士后薩拉·洛索（Sarah Losso）領(lǐng)導(dǎo)的哈佛大學(xué)研究小組，現(xiàn)在提供了一種關(guān)于擴(kuò)張頭盔蟲的正式描述。他們的發(fā)現(xiàn)為這種動(dòng)物的解剖學(xué)、行為和進(jìn)化聯(lián)系提供了新的細(xì)節(jié)。

“擴(kuò)張頭盔蟲”（Helmetia expansa）是一種罕見(jiàn)的早期節(jié)肢動(dòng)物，與三葉蟲密切相關(guān)。與三葉蟲不同，腹蟲缺乏堅(jiān)硬、鈣化的外骨骼，這意味著它們的化石只能在特殊條件下形成 —— 比如在加拿大5.08億年前的伯吉斯頁(yè)巖中發(fā)現(xiàn)的化石，那里甚至連內(nèi)臟、腿和鰓等微妙的特征都被保存了下來(lái)。

雖然收集了更多的標(biāo)本，但只發(fā)現(xiàn)了一個(gè)擴(kuò)張頭盔蟲的個(gè)體，而且沒(méi)有研究詳細(xì)檢查了其他材料，以正式描述該物種或闡明相容蟲的進(jìn)化。“我們需要研究不止一個(gè)標(biāo)本，以了解該物種的全部形態(tài)和保存情況，”洛索說(shuō)。

揭示行走腿和換毛行為

研究小組在史密森學(xué)會(huì)和皇家安大略博物館檢查了36個(gè)標(biāo)本，這些標(biāo)本來(lái)自加拿大伯吉斯頁(yè)巖的寒武紀(jì)。他們用偏光濾鏡拍攝了這些干濕標(biāo)本，可以更好地顯示細(xì)微的特征和滅絕階段，并將它們與在中國(guó)澄江生物群中發(fā)現(xiàn)的相關(guān)物種，以及在格陵蘭島早寒武紀(jì)天狼星帕塞特發(fā)現(xiàn)的物種進(jìn)行了比較。

擴(kuò)張頭盔蟲有葉子狀的外骨骼，一些標(biāo)本保存著眼睛、中間的眼睛、消化系統(tǒng)和四肢。早期節(jié)肢動(dòng)物有四肢，有用于運(yùn)動(dòng)和捕捉食物的行走腿，還有用于呼吸的鰓。

在完整的模型上，只有腮是可見(jiàn)的，這使得過(guò)去的研究人員認(rèn)為擴(kuò)張頭盔蟲沒(méi)有腿，只會(huì)游泳。但是，研究小組在幾個(gè)樣本中發(fā)現(xiàn)了寬闊的鰓和行走的腿，表明它可能像三葉蟲一樣行走。

更令人驚訝的是，有兩個(gè)標(biāo)本是在蛻皮的早期階段被捕獲的，這是一種從未在“Concilitergans（一種已經(jīng)滅絕的節(jié)肢動(dòng)物類群，屬于“大附肢綱”）”中記錄過(guò)的行為。

生長(zhǎng)、分類和進(jìn)化意義

“在任何調(diào)解中，換毛策略都是未知的，”洛索說(shuō)。“所有節(jié)肢動(dòng)物都要換掉它們堅(jiān)硬的外骨骼來(lái)生長(zhǎng)，但以前沒(méi)有人在魷魚身上看到過(guò)這種行為，因?yàn)槟惚仨氃趽Q殼過(guò)程中捕捉標(biāo)本，很難找到正確的時(shí)間。”

換殼標(biāo)本顯示，新的外骨骼更靠近頭部邊緣，這表明這種動(dòng)物從身體的前部離開(kāi) —— 類似于馬蹄蟹，馬蹄蟹使用前退策略，而大多數(shù)螃蟹是從身體的后部離開(kāi)。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，隨著擴(kuò)張頭盔蟲的成長(zhǎng)，成年后的體型變化幅度很大。最小的標(biāo)本只有92毫米長(zhǎng)，但有一個(gè)超過(guò)了180毫米。洛索說(shuō)：“這些模式不僅告訴我們這些5.08億年前的動(dòng)物是如何生長(zhǎng)的，還告訴我們它們能長(zhǎng)到多大。”

根據(jù)對(duì)擴(kuò)展“擴(kuò)張頭盔蟲”（Helmetia expansa）形態(tài)的最新解釋，研究人員確認(rèn)了兩個(gè)主要的helmeidae組：helmeidae，包括Helmetia expansa，其特征是片段邊界和側(cè)刺，以及Tegopeltidae，其特征是片段融合和缺乏刺。研究人員還將2013年在格陵蘭發(fā)現(xiàn)的bergstroemi節(jié)肢動(dòng)物（Arthroaspis bergstroemi）歸為Conciliterga類群。

洛索說(shuō)：“我們的研究結(jié)果更全面地描繪了擴(kuò)張頭盔蟲的樣子、它是如何生活的，以及與Conciliterga是如何相互關(guān)聯(lián)的，這對(duì)未來(lái)研究Concilitega和其他早期節(jié)肢動(dòng)物非常重要。”

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