三叶虫怎么呼吸？用腿！学术资讯

近日，美国加州大学河滨分校的研究人员首次发现证据证明，生活在4.5亿年前的三叶虫拥有复杂呼吸器官。与之前的观点相反，这项最新研究认为三叶虫（世界上最古老的生物之一）实际上是用腿呼吸的，其结构类似于悬挂在腿上的鳃。当地时间3月31日，相关论文在《科学进展》杂志中发表。

三叶虫是一种海洋生物，其头部呈半月形，与马蹄蟹相似。虽然现在已经灭绝，但它们曾在地球上生活了2.5亿多年，比恐龙还要长。得益于新技术和一组极其罕见的化石，加州大学河滨分校的科学家们如今证实：三叶虫会呼吸氧气。他们还解释了它们是如何做到这一点的。这些发现可以帮助我们更好地了解动物早期演化之谜。

“目前，科学家们已经将三叶虫的上肢和甲壳类动物没有呼吸作用的上肢进行了对比，但我们的论文首次证实三叶虫的上肢起着鳃的作用。”领导这项研究的加州大学河滨分校古生物学博士生侯金波（音译）说。这项工作有助于将三叶虫安置在进化树的准确位置上——介于古老节肢动物和甲壳类动物之间。

这项研究之所以能够成功，部分要归功于保存得非常完好的化石标本。目前已经发现的三叶虫种类超过22000种，但其中能观测到软体部位的只有大约24种。“它们保存在被称为‘愚人金’的黄铁矿中。”论文作者之一、加州大学河西分校地质学教授Nigel Hughes说。

CT扫描可以分辨黄铁矿和周围岩石之间的密度差异，进而帮助科学家们建立三叶虫鳃部结构的三维模型。“由此我们不用钻孔、研磨并移除样本周围的岩石覆盖物，就可以看到化石。”古生物学家Melanie Hopkins说，“通过这种方式，我们甚至可以看到在显微镜下很难看到的景象——非常小的三叶虫解剖结构，只有大约10到30微米宽。”研究者可以看到血液是如何通过这些腔室过滤并在移动过程中吸收氧气的。它们看起来很像是螃蟹及龙虾等现代海洋生物的鳃。

将黄铁矿中的标本与另一种三叶虫进行比较，研究小组得到了更多关于鳃状物如何排列及其相对腿部位置的细节。大多数三叶虫在海底觅食，它们用小腿上的尖刺捕捉和研磨猎物。在这些部位的上方有一些额外的结构，一些人认为这些结构是用于帮助三叶虫游泳或挖掘的。“过去，有关这些结构的作用存在一些争论，因为上肢并不是安放呼吸器官的最佳位置。”Hopkins说，“位于此处的鳃很容易被沉积物所堵塞。为什么三叶虫要在此处演化出鳃？这是一个悬而未决的问题。”

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编译：橘子

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《科学进展》

期刊编号：2375-2548

原文链接：

https://phys.org/news/2021-03-million-year-old-sea-creatures-leg.html