耳形范特西蟲（Phantaspis auritus）復(fù)原圖（霍秀泉繪）

耳形范特西蟲（Phantaspis auritus）的較完整背殼（左）及頭蓋標(biāo)本（右）

耳形范特西蟲（Phantaspis auritus）的背殼重建及個(gè)體發(fā)育
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所：三葉蟲在寒武紀(jì)達(dá)到了其分類多樣性的最高峰，但相比較而言，地臺(tái)寒武紀(jì)早中期的紀(jì)中三葉蟲缺乏群落與生態(tài)分異，展現(xiàn)出較“保守”的期饅形態(tài)面貌。盡管寒武紀(jì)被稱為“三葉蟲的頭組特西時(shí)代”，但直到奧陶紀(jì)中晚期，類特三葉蟲才隨著生態(tài)范圍的葉蟲大幅擴(kuò)張而達(dá)到形態(tài)分異度的巔峰。
褶頰蟲類（ptychopariids）是新屬形范寒武紀(jì)中期最繁盛的三葉蟲類群，也是種耳眾所周知的“保守”類群，其大同小異的華北寒武形態(tài)困擾了許多三葉蟲學(xué)者。相比較尾部，地臺(tái)頭部在三葉蟲演化過程中更為保守，紀(jì)中因此在寒武紀(jì)早中期的期饅褶頰蟲類中，頭部特化的頭組特西例子極為稀缺。而在這些屈指可數(shù)的類特例子中，褶頰蟲類頭部特化的展現(xiàn)方式也非常單調(diào)，主要以頭蓋的前邊緣加厚并伸出一根或數(shù)根長刺為特征。
近期，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所寒武紀(jì)大爆發(fā)研究團(tuán)隊(duì)的孫智新碩士研究生、曾晗博士和趙方臣研究員，系統(tǒng)研究了華北地臺(tái)寒武紀(jì)中期饅頭組的一類特殊的三葉蟲，為探究寒武紀(jì)三葉蟲頭殼形態(tài)特化提供了非常重要的例子。由于此類三葉蟲不同尋常的頭部輪廓，這一新屬種被命名為“耳形范特西蟲”（Phantaspis auritus）。相關(guān)研究被作為“編輯推薦”文章發(fā)表在經(jīng)典古生物學(xué)期刊《波蘭古生物學(xué)報(bào)》（Acta Palaeontologica Polonica）上。
范特西蟲具有一個(gè)狹長的頭部，其長度接近背殼總長度的一半；鞍前區(qū)向前夸張的延長，中部有一個(gè)明顯的凹口，使得頭蓋前部形似一對(duì)“兔子耳朵”；由于特殊的頭蓋形態(tài)，活動(dòng)頰也特化成側(cè)邊緣平直的砍刀狀。這些特征及其特殊的眼脊和頭鞍特征，使范特西蟲明顯不同于同時(shí)期的任何其他三葉蟲屬，成為寒武紀(jì)三葉蟲家族的又一新成員，同時(shí)也成為褶頰蟲家族中罕見的頭部特化類群；值得注意的是，這個(gè)新物種也為寒武紀(jì)中期三葉蟲的頭部特化提供了一個(gè)獨(dú)特的例子。
范特西蟲的鞍前區(qū)特化代表了一種新的三葉蟲頭部特化方式，此方式不但不同于同時(shí)期其他三葉蟲的前邊緣特化，而且在整個(gè)三葉蟲演化歷史中也未再重復(fù)出現(xiàn)。這表明，除了普遍存在于寒武紀(jì)之后（post-Cambrian）的形態(tài)特化類型外，寒武紀(jì)三葉蟲還可能演化出了其他不同的適應(yīng)性特化類型。
盡管許多三葉蟲的頭部特化都與其挖掘沉積物的生活習(xí)性相聯(lián)系，但范特西蟲的特征卻并不完全吻合。由于一般用于加固頭蓋的前邊緣結(jié)構(gòu)在范特西蟲中已經(jīng)退化，而且不規(guī)則形狀的力學(xué)性質(zhì)也并不比半圓形更穩(wěn)固，這表明范特西蟲特化的頭蓋并不堅(jiān)固。并且與同層的其他三葉蟲相比，大部分范特西蟲頭蓋化石的前部已經(jīng)破損折斷，也進(jìn)一步印證其頭蓋的堅(jiān)固程度甚至不如正常三葉蟲的半圓形頭蓋的認(rèn)識(shí)。因此范特西蟲獨(dú)特的外形可能與捕食、迷惑天敵等其他因素有關(guān)。除此之外，通過個(gè)體發(fā)育標(biāo)本發(fā)現(xiàn)，范特西蟲發(fā)展和穩(wěn)定的頭部輪廓與其成年期初期較為吻合，這也暗示了這種特化可能也與性選擇有關(guān)系，而非僅僅受生活策略的影響。
本研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）、國家自然科學(xué)基金和現(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目共同資助。
論文信息：Sun, Z.X., Zeng, H., Zhao, F.C.*, 2020. A new middle Cambrian trilobite with a specialized cephalon from Shandong Province, North China. Acta Palaeontologica Polonica, 65. DOI: https://doi.org/10.4202/app.00753.2020.
相關(guān)報(bào)道：只因一對(duì)“兔耳朵”，這種三葉蟲踏入進(jìn)化“死胡同”
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)：它們與其它三葉蟲生活在一起，但是卻特立獨(dú)行；它們生活在海底，卻長著“一對(duì)長長的兔耳朵”；它們存在的時(shí)間很短暫，卻為三葉蟲演化史書寫了驚嘆的一筆……科技日?qǐng)?bào)記者11月23日從中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，該所寒武紀(jì)大爆發(fā)研究團(tuán)隊(duì)的碩士研究生孫智新、博士曾晗和研究員趙方臣，在位于山東濰坊的華北地臺(tái)寒武紀(jì)中期饅頭組地層中，發(fā)現(xiàn)一類獨(dú)特的三葉蟲。
由于該三葉蟲具有特殊的頭部輪廓，酷似一對(duì)兔耳朵，因此被命名為“耳形范特西蟲”。
“這個(gè)發(fā)現(xiàn)是出人意料的，它長得太奇怪、太令人驚嘆了。”孫智新告記者，耳形范特西蟲的“大耳朵”究竟是一種生活策略，還是走進(jìn)了生物演化的“死胡同”，需要更多的證據(jù)進(jìn)行研究，但是不管怎么說，它都為探究寒武紀(jì)三葉蟲頭殼形態(tài)特化提供了重要案例。
因循守舊的“怪脾氣”讓人猜不透
三葉蟲是一種奇特的遠(yuǎn)古動(dòng)物，半圓形的頭部、紋理分明的肋葉，讓它們看起來就像戴著頭盔的武士。
它們是寒武紀(jì)的霸主，有科學(xué)家把寒武紀(jì)稱為“三葉蟲的時(shí)代”。從距今5.2億年前的寒武紀(jì)早期開始登場，到2.4億年前的二疊紀(jì)完全滅絕，三葉蟲前后在地球上生存了3.2億多年，可見它的生命力極強(qiáng)。
在漫長的時(shí)間長河中，它們演化出繁多的種類，有的長達(dá)70厘米，有的只有2毫米。但是在寒武紀(jì)早中期的數(shù)千萬年里，很多三葉蟲卻是因循守舊的“保守派”，老祖宗傳給它們的形態(tài)基本沒什么改變。
“三葉蟲在寒武紀(jì)達(dá)到了其分類多樣性的最高峰，但是這一時(shí)期成百上千個(gè)種屬之間比較相似。一直到了奧陶紀(jì)中晚期，三葉蟲才達(dá)到形態(tài)分異度的巔峰。”孫智新說，這種演化方式，讓人著實(shí)猜不透三葉蟲的“怪脾氣”。
比如，寒武紀(jì)早中期多節(jié)類三葉蟲“三大門派”之一的褶頰蟲類，就是形態(tài)“保守”的代表。極盛時(shí)期，它曾經(jīng)占據(jù)整個(gè)三葉蟲家族多樣性的半壁江山，前后延續(xù)數(shù)千萬年，但是它們的形態(tài)往往大同小異，尤其是它們的頭部在演化過程中更加保守，這也讓科研人員為其演化歷史所困擾。
“過去，也曾發(fā)現(xiàn)頭部特化的褶頰蟲類，但是僅限于在頭蓋邊緣加厚并伸出一根或數(shù)根長刺，而且這樣的例子也是屈指可數(shù)。”孫智新說道，這或許與寒武紀(jì)三葉蟲缺乏群落與生態(tài)環(huán)境分異有很大的關(guān)系。
作為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)中“跑在最前面”的物種，三葉蟲剛出現(xiàn)時(shí)，周圍并沒有那么多競爭者，它們大多也聚集在淺海生活。但到了奧陶紀(jì)，競爭和掠食者逐漸增多，為了適應(yīng)環(huán)境，三葉蟲進(jìn)入深海“跑馬圈地”，因此有一些三葉蟲進(jìn)化出不同的眼睛位置、更硬的外骨骼以及必要的生存技能，這些適應(yīng)能力讓三葉蟲在競爭日益激烈的海底世界顯得更加游刃有余。
“兔耳朵”或?yàn)槊曰筇鞌臣安妒?br>2018年，孫智新與導(dǎo)師趙方臣研究員等一行來到山東濰坊，這里有一處地層剖面，屬于華北地臺(tái)寒武紀(jì)中期饅頭組，是研究三葉蟲及其生態(tài)環(huán)境的優(yōu)良地層，他們?cè)诖艘寻l(fā)掘研究多年。
沒想到，這一次挖掘卻有意想不到的發(fā)現(xiàn)。“我們首先是發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的三葉蟲幼蟲頭部，看起來像個(gè)‘馬鞍’，而它們的周圍大多是傳統(tǒng)的三葉蟲，頭部是半圓形。”孫智新說道。
這些奇特三葉蟲數(shù)量并不多，而且化石顯得支離破碎。2019年5月，他們找到一枚完整的成蟲化石，直到這時(shí)，耳形范特西蟲才現(xiàn)出真容。
耳形范特西蟲的頭部狹長，其長度接近背殼總長度的一半；鞍前區(qū)向前延長，中部有一個(gè)凹口，使頭蓋前部形似一對(duì)“兔子耳朵”；由于特殊的頭蓋形態(tài)，活動(dòng)頰特化成側(cè)邊緣平直的砍刀狀。
這些特征及其特殊的眼脊和頭鞍特征，使耳形范特西蟲不同于同時(shí)期的其他三葉蟲屬，成為寒武紀(jì)三葉蟲家族的又一新成員，也成為褶頰蟲家族中罕見的頭部特化類群。
孫智新表示，和同層的其他三葉蟲相比，大部分范特西蟲頭蓋化石的前部已破損折斷，這說明與正常三葉蟲的半圓形頭蓋相比，耳形范特西蟲“異型”的頭蓋可能更加脆弱。因此，耳形范特西蟲獨(dú)特的外形可能與捕食、迷惑天敵等其他因素有關(guān)。
“生命演化史已證明，許多高度特化的類群在環(huán)境變化面前抗逆性較弱，耳形范特西蟲的頭部長成這個(gè)樣子，或許是三葉蟲在演化中走出的‘勇敢一步’，但也有可能是不太成功的一步。”孫智新說，他們總共發(fā)現(xiàn)了50枚耳形范特西蟲化石，與同地層其它三葉蟲相比，數(shù)量很少，而且該地層屬于快速沉積地層，說明耳形范特西蟲存在的時(shí)間并不長。在此之后，再也沒有其它三葉蟲長出這樣的“兔耳朵”來，特立獨(dú)行成為生命的絕唱。

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