科学家发现三叶虫如何在环境变化中存活 _科学

科学家发现三叶虫如何在环境变化中存活
据加州大学河滨分校（朱尔斯·伯恩斯坦）：科学家们已经发现了一种不寻常的三叶虫物种——一种古老的、生活在海洋中的蜘蛛和龙虾的亲戚——是如何在地球氧气水平波动时保护自己免受捕食者的攻击并在颠簸的旅途中幸存下来的。
从大约5 . 2亿年前的寒武纪开始，近3亿年来海洋中充满了三叶虫。它们在地球上的时间比恐龙长得多，在这期间，它们经历了两次大灭绝，并主宰了海底生态系统。
他们的装甲分为三部分:头部，胸部或中部，以及坚硬的尾巴。已知的三叶虫种类有20 ， 000多种，当它们成熟时，大多数在它们的中部都有特定数量的部分。然而，在Aulacopleura koninckii，科学家们发现了一些不寻常的东西。
虽然每个早期生长阶段在大小和形状上表现出很小的变化，但成熟的有隔膜在18至22个中间部分之间的任何地方发育。
“我和我的合作者认为这个物种很奇怪。加州大学河滨分校的古生物学家Nigel Hughes说，“我们无法理解为什么Aulacopleura的身体各不相同，而生活在同一时期的其他生物却有一个恒定的数量，”他也是一项关于这种三叶虫的新研究的通讯作者。
休斯说:“看到三叶虫胸部有不同数量的节段，就像看到人类出生时背部有不同数量的椎骨一样。”
研究人员对这种异常现象有疑问，它如何影响动物的自我保护能力，以及为什么它可能会以这种方式发展。这些问题在《皇家学会学报B:生物科学》上发表的一项研究中得到了回答。
像现代的枕头虫或“rollie pollies”一样，三叶虫蜷缩成球形，以保护自己免受大型鱿鱼状生物、鱼类和其他捕食者的伤害。当卷起来时，它们可以把尾巴整齐地卷在头下，所以软组织受到它们坚硬的外部骨骼的保护。在有隔膜的情况下，3D模型显示在卷起过程中的保护被限制在中间少于18个节段的较小的、未成熟的形式。
休斯说:“随着肢节数量的增加，身体比例不允许它们将臀部整齐地藏在头下，同时仍能完全被保护起来。”“那么，这个物种为什么不断增加片段，它是如何在讨厌的捕食者面前存活下来的？”
根据他们的虚拟重建，当具有大量中间节段的后隔膜感到威胁时，它们很可能会像它们的亲戚一样卷起，简单地让它们的尾巴延伸过它们的头部，从而最小化暴露的间隙。
“其他可能的防御措施会在暴露关键器官的两侧留下缺口——这是极不可能的， ”休斯说。
至于为什么这种三叶虫的中段数量不同，研究人员转向了他们早期的工作。“这些片段下面是什么？充当鳃的腿。”休斯说。"段越多，呼吸的表面积就越大."
越来越多的额外呼吸器官可能使这些动物能够忍受当地海底氧气水平的下降，这排除了其他物种，例如那些捕食更大的腔棘鱼的物种。部分海底变得缺氧，迫使捕食者撤退到氧气充足的地方。但是有着额外鳃的较大的腔棘鱼可以呆在原地，没有捕食者。
了解这个物种如何适应生物和物理压力，让研究人员更好地理解生存策略是如何进化的。三叶虫的发展方式为现代节肢动物(包括昆虫和蛛形纲动物)主要类群的共同祖先如何首次进化提供了线索。
“研究这些动物的原因之一是研究发育本身是如何进化的，”休斯说。“与其说温顺的人会继承地球，不如说灵活的人会继承。”