古老海洋生物的大腦結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代蜘蛛存在驚人相似,這一發(fā)現(xiàn)對(duì)蜘蛛的陸地起源傳統(tǒng)認(rèn)知提出挑戰(zhàn)。
從技術(shù)層面說(shuō),地球所有生物都起源于海洋。部分遠(yuǎn)古生物登陸后,演化成包括蜘蛛及其近親在內(nèi)的各類動(dòng)物與昆蟲(chóng) —— 這一觀點(diǎn)被學(xué)界長(zhǎng)期認(rèn)可。但今日《當(dāng)代生物學(xué)》期刊的新研究顛覆了主流認(rèn)知,指出蛛形綱動(dòng)物可能起源于海洋并在海中完成演化。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析寒武紀(jì)(5.4億至4.85億年前)已滅絕生物 —— 對(duì)稱莫里森蟲(chóng)(被認(rèn)為是鱟的祖先)的化石中樞神經(jīng)系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)其腦部結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代蜘蛛及其近親高度吻合,卻與理論上的后代鱟類迥異。論文通訊作者、亞利桑那大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家尼克·斯特勞斯菲爾德指出:"在莫里森蟲(chóng)這類遠(yuǎn)古生物中發(fā)現(xiàn)蛛形綱腦結(jié)構(gòu),表明當(dāng)今主要節(jié)肢動(dòng)物類群在寒武紀(jì)就已形成",這為"蛛形綱的演化起源地"提供了全新視角。
此前學(xué)界根據(jù)陸地沉積巖中類蛛形綱化石的外部特征,認(rèn)定現(xiàn)代蜘蛛及其近親源于陸地。但斯特勞斯菲爾德團(tuán)隊(duì)借助光學(xué)顯微鏡及成像技術(shù),對(duì)保存完好的莫里森蟲(chóng)化石內(nèi)部進(jìn)行高精度掃描,揭示了顛覆性發(fā)現(xiàn):現(xiàn)代蜘蛛與莫里森蟲(chóng)存在多項(xiàng)共性,其中最顯著的是中樞神經(jīng)系統(tǒng)特征。斯特勞斯菲爾德解釋:"蛛形綱大腦具有獨(dú)特的后移結(jié)構(gòu) —— 控制肢體運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)回路位于前腦下方,這種構(gòu)造使蜘蛛家族擁有超強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力。莫里森蟲(chóng)的腦部后移結(jié)構(gòu)正是現(xiàn)存蛛形綱的典型標(biāo)志。"
研究還發(fā)現(xiàn)附肢分節(jié)、鉗狀爪等外部相似特征。通過(guò)統(tǒng)計(jì)比對(duì)115種現(xiàn)存與滅絕節(jié)肢動(dòng)物(含蛛形綱)的解剖學(xué)特征,團(tuán)隊(duì)將莫里森蟲(chóng)定位為現(xiàn)代蛛形綱的"姐妹群"。未參與研究的堪薩斯大學(xué)古生物學(xué)家保羅·塞爾登評(píng)論:"結(jié)論雖引人入勝,但其與蜘蛛外其他蛛形綱物種的關(guān)聯(lián)尚不明確。莫里森蟲(chóng)的系統(tǒng)發(fā)育定位僅是深度研究的起點(diǎn)。"
斷言蜘蛛是"海洋產(chǎn)物"或許為時(shí)過(guò)早,但斯特勞斯菲爾德團(tuán)隊(duì)已開(kāi)啟探索之路。"多數(shù)寒武紀(jì)化石與現(xiàn)代物種外形迥異,當(dāng)它們的內(nèi)部分結(jié)構(gòu)(如化石腦神經(jīng))顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知時(shí),總令人振奮,"他補(bǔ)充道,"蛛形綱是生物圈的關(guān)鍵構(gòu)成要素,其對(duì)人類福祉的貢獻(xiàn)值得關(guān)注。"
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