令人难以置信的化石保存了4.29亿年前的三叶虫的眼睛

2020-08-16 01:08:21

在化石中,三叶虫是摇滚明星。它们很可爱(就像石质节肢动物一样),分段的形状非常独特,足以成为一个共同的标志。但它们也很吸引人,因为在化石记录中有如此多的例子,在这么长的一段时间里,考虑到它们蓬勃发展了超过2.5亿年。研究它们的进化在一定程度上是有启发性的,因为几率有利于找到优秀的样本。

科隆大学的布里吉特·舍内曼(Brigitte Schoenemann)和爱丁堡大学的尤安·克拉克森(Euan Clarkson)观察了一只保存完好的三叶虫标本的眼睛,他们对这种生物的眼睛是如何发育的,以及这说明了什么是进化,了解了很多。另外,他们得出的结论是,这种特殊的三叶虫很可能是半透明的。

这块化石来自捷克共和国4.29亿年前的沉积岩。这是一种名为Aulaco pleura koninckii的厘米长的三叶虫,随着岩层的剥离,它分裂成两半。它两只眼睛中的一只眼睛的结构形状清晰可见,两半之间有几个比特。

像其他早期的节肢动物一样,三叶虫也有复眼--想想苍蝇眼睛的多面团就知道了。该簇中的每个单元被称为“小网膜”。每个小网膜的顶部都有一个透镜,下面有锥形细胞,它也有助于聚焦入射的光线。这种光通过一个茎状的“条带”到达向大脑发送信号的感受器细胞。研究人员可以分辨出化石中的每一种成分。

关于三叶虫,这些结构的一些细节一直在争论,因为并不是每天你都会遇到保存它们的化石。最值得注意的是,镜片和锥体对的组成有点不清楚,人们质疑三叶虫是否像今天的一些生物体那样,使用矿物方解石形成了有用的镜片。这些研究人员几年前发现了一只年龄较大(超过5亿年)的三叶眼,并注意到一种稀薄的非方解石晶状体,这使得屈光工作留给了强壮的锥体细胞。

这只三叶虫的眼睛看起来不一样。锥体看起来很小,而镜片要厚得多。即使是由甲壳素制成的更厚的透镜也不足以在水下聚焦光线,但里面有方解石就可以完成这项任务。研究人员怀疑这就是这里的情况。

另一个有趣的观察与整个结构周围的情况有关。在这种复眼中,每个小眼都必须被遮挡光线的东西包裹起来,以便将它与相邻的小眼隔离开来,使每个单元保持不同。在化石标本中可以看到结构墙完成了这项工作,但研究人员也在这些墙中看到了深色色素的迹象。(令人难以置信的是,这些色素足够稳定,可以保存在化石中。)。这似乎是重复的,但像虾这样的现代半透明生物也有色素存在于这些墙中,因为这些墙本身不足以阻挡光线。因此,研究人员认为,这些三叶虫也可能是半透明的。

研究人员写道,总的来说,这种复眼的一切看起来都很现代--“可以与现存的蜜蜂、蜻蜓和许多白天活动的甲壳类动物相媲美”。这将表明这个系统是在多长时间前发展起来的。

考虑到化石中晶状体和小网膜的长宽比例,研究人员还可以用与现代生物的类比来猜测三叶虫的栖息地。他们说,它可能生活在光线充足的浅水中,白天活动活跃。因此,如果你能回到4.29亿年前,那就是你开始寻找A.koninckii的地方,它像一只玻璃状的扁平虾一样四处奔跑。