科学家揭开寒武纪节肢动物饮食习惯的神秘面纱

2020-07-09 11:25:14 新闻来源:网络
  日前,中英两国科学家对世界自然遗产遗址"澄江生物群"的研究取得了新的进展,"自然索引"和皇家学会B生物科学册"发表了云南古生物学研究重点实验室侯先光、伦敦自然历史博物馆和伦敦皇家Holloway大学的研究人员"寒武纪三叶附属物的精细结构与发展"。生态意义研究论文。研究人员对世界自然遗产"澄江生物群"中多刺的纳米棒化石进行了精细的三维形态学观察,发现寒武纪节肢动物在5亿多年前就有一个高度复杂和高度进化的生态系统。
  棘形纳足藻是世界自然遗产‘澄江生物群’中最早报道的两个物种之一,是澄江生物群的标志性化石,这种美丽的节肢动物生活在5.2亿年前的寒武纪海洋中,身体通常有蚕豆大小的大豆粒。它由近半圆形的头甲和长椭圆形的尾甲组成,尾甲侧面和后缘有刺,故名"刺纳罗足"。 在它的头甲和尾甲下,有复杂的附肢,担负着运动和摄食的功能。 过去,限于技术手段,很难对埋藏在化石标本中的附属物的精细形态进行研究,因此人们对多刺纳口藻的分类学地位和生活习性的认识十分有限。
  结果显示,澄江生物群中的多刺纳米棒化石保存了微米级,细腻的柔软身体细节,其细长优雅的触须,三角形口板,内外肢刚毛,内肢端爪以及附属物内侧修饰物等都栩栩如生。"体前,后部附肢形态差异显著,成虫和幼虫附肢形态不同。 在这些差异中,最引人注目的是原始肢体(附肢的基部)的结构。幼虫身体后部的附肢内部细小光滑,而身体前部附肢的原肢特别形成"颌基"结构,内部有两排排列整齐的突起,用来研磨较小较软的食物颗粒,如藻类,有机碎屑等成虫的颌基部有许多列发达的刺,特别是在靠近嘴部的附属物上,这些刺状结构非常发达,非常锋利,它们大小不一,交错排列,能有效地撕碎食物,如带壳的生物,其他动物的四肢等
  根据附肢形态的分化,研究人员推测,和很多现代节肢动物一样,刺状纳罗虫的成虫和幼虫之间也存在显著的食性差异,在寒武纪早期海洋生态系统的食物链中、在生态系统中占据了不同的位置。这种现象叫作"生态位分异",它既避免了不同发育阶段的同类个体竞争有限的食物资源,又使得这一物种能够利用更多的资源,从而增加了生存机会。成虫和幼虫附肢形态的差异及其生态位分异表明,在5亿多年前的海洋中,生态系统已经是高度复杂、高度进化的。论文第一作者翟大有副研究员表示,这项研究成果的意义在于:发现了纳罗虫腿上有很密集的刺,即所谓的"颚基"。它是用来粉碎食物的。从这个结构判断,纳罗虫是吃肉的。之前不知道有这个结构,很多人以为它是吃泥巴的(泥巴里的有机碎屑)。同时,还发现了成虫和幼虫的颚基结构不同,据此推测,幼虫吃较软较小的猎物,成虫颚基上的刺更发达,更粗壮,吃大的、带壳的生物。这种分工,避免了内斗,是一种很高等的组织形式。
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