地球生物圈首个霸主三叶虫竟然用脚呼吸？

海洋生物三叶虫是距今4.5亿年前的寒武纪霸主。尽管现已灭绝，但它们存活了超过2.5亿年，比恐龙还要长。近日，加州大学河滨分校的科学家通过新技术首次发现了三叶虫复杂的呼吸器官证明了三叶虫呼吸了氧气，并解释了它们是如何呼吸的。与先前的推测相反，三叶虫的呼吸是借助大腿上悬挂的类似鳃的结构完成的。

一作兼通讯作者侯金波（音译）表示：“到目前为止，科学家们已经将三叶虫腿的上分支与甲壳类动物的非呼吸上分支进行了比较，但是我们的论文首次显示了上分支起着鳃的作呼吸用。” 

在全球范围内目前已经发现了超过22,000种三叶虫物种，但是仅在大约二十个物种中可以清楚观察它们的柔软部分。这项考古学上的突破得益于标本的良好保存。

UCR地质学教授和论文的合著者Nigel Hughes说：“这些标本被保存在黄铁矿中，但对我们而言，这比黄金更重要，因为这是理解这些古老结构的关键。”CT扫描仪能够读取黄铁矿与周围岩石之间密度的差异，并帮助创建这些罕见的鳃结构的三维模型。

（三叶虫的肢体重建图，图片摘自ScieceAdvances）

工作于美国自然历史博物馆的古生物学家，论文合著者Melanie Hopkins说：“它使我们能够看到化石，而不必在覆盖标本的岩石上进行大量钻削和磨削工作。”

她说：“通过这种方式，我们可以获得甚至在显微镜下也很难看到的视图——真正的小三叶虫解剖结构，宽度约为10至30微米。” 作为参考，人的头发大约是100微米厚。

透过CT扫描仪，研究人员可以看到血液将如何通过这些微妙结构中的腔室过滤，并在其移动过程中沿其路径吸收氧气。它们与蟹和龙虾等现代海洋节肢动物中的鳃看起来非常相似。

多数三叶虫利用小腿上的尖刺捕获并研磨猎物，以海床上的物质为食。在这些部分的上方，在四肢的上部分支上，是一些人认为是用来帮助游泳或挖洞的附加结构。

Hopkins说：“过去，关于这些结构的用途存在一些争论，因为大腿不是呼吸器的理想位置。” “一般来说我们会认为这些细丝很容易在原处被沉积物堵塞。为什么它们会在体内的那个位置演化出这种结构还是一个悬而未决的问题。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

 参考资料：

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210331143025.htm

论文链接：

https://doi.org/10.1126/sciadv.abe7377