华北寒武纪奇虾类研究取得进展

来源：中科院之声

奇虾类是寒武纪（5.41-4.85亿年前）引人注目的动物类群，这类原始节肢动物体型巨大，身体构型独特，具有良好的视力和高超的捕食能力。作为显生宙海洋生态系统中最早出现的顶级捕食者，奇虾在“寒武纪大爆发”的相关研究中一直占据着重要地位。传统意义上的奇虾类（anomalocaridids）以奇虾属（Anomalocaris）为代表，赫德虾类（hurdiids）是近年来识别出的另一大奇虾类群。由三个大板片组成的头壳复合体是赫德虾类的典型标志，具有刀片状内叶的前附肢和四辐对称的口器也是这一类群的重要识别特征。

自2009年布尔吉斯页岩中的赫德虾（Hurdia）被识别为奇虾类的一分子以来，许多新的赫德虾类化石被陆续发现，也有许多曾被归为双瓣壳节肢动物的化石标本被重新解释为赫德虾类的头部板片。目前，赫德虾类已包含九个属，均产出于全球寒武纪早期至泥盆纪早期的18个特异埋藏化石群。因此，赫德虾类在寒武纪生态系统中的重要地位逐渐得以显露。此外，这类在沉积物或水体中利用特化的前附肢兜取食物、甚至滤食的奇虾，也大大拓展了对奇虾分类和生态多样性的认识。但对于赫德虾类演化的深入认识仍受到一些客观条件的制约。寒武纪中期是赫德虾类形态和生态演化的关键时期，了解这一时期不同地理区域之间赫德虾类的多样性非常重要。由于赫德虾类非矿化的身体仅能在特异埋藏化石库中保存，而寒武纪中期全球特异埋藏化石群主要集中分布在劳伦大陆（Laurentia，今北美大陆的主体），当前对这一时期其他地理区域的赫德虾类了解甚少。

近期，中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎团队硕士研究生孙智新、博士曾晗在研究员赵方臣的带领下，在华北地台寒武纪特异埋藏化石群的研究中取得系列进展，报道了寒武纪中期赫德虾类两属两种，分别是线纹心虾Cordaticaris striatus、镰状寒武耙虾相似种Cambroraster cf. falcatus，其中线纹心虾是一全新物种。这代表了赫德虾类在华北地台的首次发现，表明赫德虾类在寒武纪中期具有丰富的形态多样性和广泛的地理分布。

新属新种线纹心虾Cordaticaris striatus产自于山东临沂寒武系张夏组盘车沟段下部。这是一套局限分布于山东中部的以页岩为主的岩石地层单位，代表了寒武纪鼓山期的开阔陆棚沉积环境，是寻找布尔吉斯页岩型特异埋藏化石库最具潜力的层位。线纹心虾化石保存完好，几乎所有身体部分均被发现，其以具有线状装饰的心形（黑桃形）头壳中板（central element）、具有瘤点的口器，以及具有9个刀片状内叶（endites）的前附肢为典型特征。这些完整的化石信息扩充了赫德虾类的形态多样性，为寒武纪中期赫德虾类的演化提供了来自劳伦古陆之外的重要信息，佐证了寒武纪中期的赫德虾类具有广泛的形态和生态分异，扩展了赫德虾类的生物地理分布。精美的标本也展示了华北地台特异埋藏化石库的保存能力。

寒武耙虾相似种Cambroraster cf. falcatus产自山东潍坊地区寒武系馒头组上页岩段地层中。该物种是2019年刚刚在布尔吉斯页岩被系统描述的赫德虾类，以横宽的马蹄形头壳中板和具有耙状内叶的前附肢为特征。山东标本的形态特征和时代与布尔吉斯页岩寒武耙虾的模式种镰状寒武耙虾C. falcatus几乎相同，证明此属具有较强的地理扩散能力。此外，该研究团队近期在山东的寒武耙虾产出层位也发现了此前只有北美特有的西德尼虫Sidneyia cf. inexpectans，为这一时期生物古地理研究提供了素材。

相关成果发表在《三古》和《古生物学杂志》上。研究得到中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和现代古生物学和地层学国家重点实验室项目共同资助。

线纹心虾Cordaticaris striatus头壳、口器标本和赫德虾类的时空分布图　　 

线纹心虾Cordaticaris striatus艺术复原图（Joschua Knüppe绘画） 

来自华北寒武纪中期馒头组顶部的寒武耙虾Cambroraster标本和复原模型背视和腹视效果