蜷曲的三葉蟲:生物防禦機制的演化時間又可往前推進 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

蜷曲的三葉蟲:生物防禦機制的演化時間又可往前推進

2013年09月27日
本報2013年9月27日綜合外電報導,姜唯編譯,蔡麗伶審校

化石探勘者近日挖掘出身體呈捲曲姿態的三葉蟲化石。存活在5億年前的三葉蟲率先發展出地球上最佳的生命防禦機制之一,是目前所知第一個能將身體捲曲成球狀的動物。

三葉蟲。(照片:kevinzim。)

在加拿大阿爾伯塔賈斯珀國家公園,探勘者從裸露的岩石敲下的化石堆中,意外發現此三葉蟲化石。這隻三葉蟲也是目前發現最古老的三葉蟲物種,牠大小不超過手指尖,尾巴塞進頭部,研判是超過5億年前被突然的土石崩落給掩埋。

5億1千萬年前,動物開始在遇到掠食者和環境中的危險時嘗試簡單的防禦機制,而將身體捲成小球狀是個相當成功的自衛方式。此種防禦機制在動物界持續演化,在土鱉、犰狳、刺猬和穿山甲身上都看得到。

劍橋大學古生物學家Javier Ortega-Hernández檢視來自加拿大的化石時,發現此隸屬於Olenellida目的小型三葉蟲。這隻三葉蟲的脊椎骨看似從頭頂刺出來,但用顯微鏡仔細檢查後發現脊椎骨並非來自頭部,而是來自尾部。

此Mummaspis muralensis三葉蟲標本是證實其軀體包捲能力最古老的直接證據。(攝影:Javier Ortega-Hernández/劍橋大學。)

這隻三葉蟲捲曲成球的功夫尚未成熟。其左邊尾部脊椎骨間的小空間讓部分的頭部暴露在外。但從其身體的彈性來看,牠已盡其所能的捲曲自己。Ortega-Hernández稍後也發現第二隻三葉蟲也表現出盡可能捲曲的姿態。詳細報告發表於Biology Letters期刊。

研究團隊面對的問題之一是,這些三葉蟲的姿態究竟是自主捲曲而成,抑或只是死亡時受到擠壓?「如果身軀有明顯的破壞、扭曲、不自然的彎曲或是其他變形,我們就會抱持懷疑的態度。」Ortega-Hernández說。但這些化石包捲姿勢相當對稱,身體的每個部位都完整地接合,如同其他年代較晚的化石所表現的包捲型態。

三葉蟲是三葉蟲綱海洋節肢動物的總稱,包含許多不同物種,出現於5億2千萬年前的寒武紀。牠們誕生於海床上,以腐食、濾食和捕食藻類維生。部分化石上能觀察到奇蝦等掠食者對牠們造成的傷痕和斷肢。

三葉蟲的包捲動作不斷進化,最終達到古生物學家所說的「外包作用」,也就是讓頭部朝下方完全地被覆蓋保護。此行為讓三葉蟲在地球上存活了2億7千萬年。「較晚期的三葉蟲的包捲姿態有特定的頻率。部分原因是牠們發展出固定姿勢的機制,讓他們可以長時間維持包捲姿態,甚至死亡後也能維持這個姿勢。」Ortega-Hernández說。

較早期的三葉蟲缺乏固定機制,因此過去不曾以捲曲的姿態被考古學家發現。除非他們以捲曲的姿勢被活埋,否則牠們的肌肉仍會失去作用,會自然的呈現水平姿勢。

三葉蟲鈣化的外骨骼,也就是甲殼,能保護其身體上方,但腳部卻是相對脆弱,容易受到掠食者的攻擊。「捲曲身體以保護脆弱的腳部無疑是演化上的一大優勢,而三葉蟲是動物界中第一個做到的。」倫敦自然歷史博物館的古生物學家Richard Fortey說。

【參考資料】