三葉蟲在寒武紀達到其分類多樣性的頂峰,但相比之下,寒武紀早期和中期的三葉蟲缺乏群落和生态差異,呈現出更為"保守"的形式。雖然寒武紀被稱為"三葉蟲時代",但直到奧陶晚期,随着生态圈的快速擴張,三葉蟲才達到形态差異的頂峰。
翼手龍是寒武紀中期最豐富的三葉蟲,被稱為"保守"組,其相似的形式困擾着許多三葉蟲學者。與尾巴相比,頭部在三葉蟲的進化過程中更加保守,是以在寒武紀早期的褶皺頰蠕蟲中,頭部特化的例子極為罕見。在這幾個例子中,褶皺臉頰蠕蟲頭部的特化也非常單調,主要特征是使頭蓋的前緣變厚并伸出一個或多個長刺。
近日,中國科學院南京地質古研究所寒武紀爆發研究小組研究員孫志新、曾偉博士和趙方辰系統研究了華北寒武紀中寒武紀汕頭群的一類特殊三葉蟲,為探索寒武紀三葉蟲殼形态學的特化提供了一個非常重要的例子。由于這些三葉蟲不尋常的頭部輪廓,新屬被命名為"Phantaspis auritus"。
該研究作為"編輯推薦"發表在經典的古生物學期刊《波蘭古生物學雜志》上。

耳形金縷梅的修複圖像(何秀泉的圖檔)
Vantsi蠕蟲有一個狹窄的頭部,幾乎是後殼總長度的一半;馬鞍前部區域誇張地向前延伸,中間有一個明顯的缺口,使頭套的前部看起來像一對"兔子耳朵";由于特殊的頭罩形狀,活動的臉頰被特殊地塑造成砍刀狀的扁平側邊。
這些特征,加上它們特殊的眼脊和鞍狀特征,使Vantsi蠕蟲與同一時期的任何其他三葉蟲屬顯着不同,成為寒武紀三葉蟲家族的另一個新成員,以及褶皺臉頰蠕蟲家族中罕見的頭部特異性群體;
更完整的耳形金縷梅(右)的後殼(左)和頭罩标本
萬氏蟲鞍前區特化,代表了特化三葉蟲頭部的新方式,不僅不同于同期其他三葉蟲的前緣特化,而且在三葉蟲的進化史上也沒有重演。這表明,除了寒武紀之後流行的形态特異性類型外,寒武紀三葉蟲可能已經進化出其他不同類型的适應性特化。
耳形幻影後殼的重建和個體發育
雖然許多三葉蟲的頭部特異性與挖掘沉積物的習慣有關,但有利位置的特征并不完全比對。由于Vantsey蠕蟲中通常用于加強頭罩的前緣結構已經惡化,并且不規則形狀的力學并不比半圓形更穩定,這表明Vantsi蠕蟲專用的頭罩并不堅固。而與同一層中的其他三葉蟲相比,大部分Vantsi頭蓋化石的正面已經破碎和斷裂,進一步證明了頭蓋甚至不如普通三葉蟲的半圓形帽堅固。是以,萬氏蠕蟲的獨特形狀可能與天敵的捕食和混淆等其他因素有關。
此外,在個體發育标本中發現的Vantsi蠕蟲的發育和穩定的頭部輪廓與成年期的早期階段更一緻,這表明這種特殊化也可能與性選擇有關,而不僅僅是受到生活政策的影響。
該研究由中國科學院戰略性先導科技項目(B類)、國家自然科學基金和現代古地層科學國家重點實驗室項目共同資助。
資料來源:中國科學院南京地質古生物研究所
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來源:中國科學院之聲