科學家在距今 5.18 億年的化石中發現了最早的蜘蛛螯結構證據。這項發現由雲南大學和萊斯特大學的研究人員做出。
無論是聯想到黑寡婦蜘蛛的致命名聲,還是虛構的蜘蛛人變身咬傷,螯(俗稱毒牙)已成為蜘蛛最為人熟知的特徵之一。然而,牠們的演化故事始於現代蜘蛛出現很久之前。
一項發表在《自然》期刊上的新研究,將這種強大狩獵工具的起源追溯到一種名為 Urokodia 的小型海洋生物,牠生活在寒武紀早期。
蜘蛛屬於一類名為螯肢動物的大型無脊椎動物,還包括蠍子和蜱蟲。目前已描述超過 10 萬種螯肢動物。
這些動物擁有節肢和堅硬的外骨骼。牠們的決定性特徵是一對稱為螯肢的特化附肢,位於身體前方。根據物種不同,螯肢可作為鉗子或用於抓握、刺穿或戳刺獵物的毒牙。
Urokodia 的化石發現於中國南部雲南省著名的澄江化石地。這項研究發表在該化石地發現 42 週年之際。
這種生物體長僅約 2-3 公分。牠的身體前端有從柄上伸出的兩隻大眼睛,以及分節的骨骼和附著在狹窄軀體下方的節肢。牠的外觀與其更廣泛演化譜系中的蜘蛛和蠍子幾乎沒有明顯相似之處。
X 光揭示保存完好的軟組織
來自中國雲南大學和英國萊斯特大學的研究人員利用 X 光技術檢查了化石周圍的岩石。掃描顯示,該動物的大部分軟組織在數億年間以木乃伊化的狀態保存了下來。
最重要的是,研究人員在該生物眼睛後方發現了兩對鉗狀附肢。這些結構代表了螯肢的早期形式,並提供了現代螯肢動物鉗子和毒牙演化開端的證據。
該化石還保存了 Urokodia 腿部可能作為書鰓的特徵,使其能在水下呼吸。類似的呼吸結構至今仍在馬蹄蟹等水生螯肢動物中發現。
螯肢動物已成為海洋和陸地環境中最成功的動物類群之一。那些遷徙到陸地的動物演化成了高效的掠食者,化石顯示牠們的祖先已經狩獵了數億年。
儘管電影《飛越恐慌》(Arachnophobia)等影片呈現了蜘蛛的可怕形象,但大多數物種對人類沒有危險。牠們的毒液和咬合是為了制服遠小於人類的獵物而演化出來的。
該研究由雲南大學劉煜教授領導,他同時也是萊斯特大學的訪問教授。
劉教授表示:「我們利用這些化石的 X 光斷層掃描分析,揭示了埋藏在岩石中數億年的軟組織,當時我們突然注意到了動物前方的鉗狀肢。我們立刻知道這是一個非常令人興奮的化石,確實是蠍子和蜘蛛等現存螯肢動物的遙遠祖先。」
動物生命黎明的一扇窗
Urokodia 生活在一個豐富的海洋生態系統中,這是一個動物演化史上關鍵的時期。澄江化石保存了 5 億多年前棲息在海洋中的 200 多種動物的證據。
共同作者、萊斯特大學地理、地質與環境學院的 Mark Williams 教授表示:「Urokodia 是 5 億多年前生活在海洋中的 200 多種不同動物的古老生態系統的一部分。這些保存完好的壯觀化石,讓我們對動物生命黎明時期地球生命的演化有了真正的見解。」