发现解剖结构最完整的三叶虫化石！
发现解剖结构最完整的三叶虫化石！
如果你去过自然博物馆，很可能见过这样一种生物——它们乍一看像一种“虫”，身上像穿着盔甲。这就是著名的 三叶虫 。
过往发现的典型三叶虫化石。（图/John Paterson）
三叶虫是一类已经完全灭绝的生物，存活在距今5.21亿年前至2.5亿年前，也是古生代化石沉积中数量最多、种类最丰富的生命形式之一。目前，古生物学家已经确认了 超过2.2万个三叶虫物种 ，它们的体型各异，最小的体长还不到2毫米，最大的甚至超过90厘米不等。
能发现如此众多的三叶虫物种，主要归因于这些生物的外骨骼是由一种叫作 方解石 的矿物构成的，非常容易保留下化石。然而，这也带来了一个问题，那就是大多数三叶虫化石只留下了外骨骼，能保留软体部分（比如触角和腿）的化石却非常罕见。只有大约30个物种在头盾和身体的每节下面保留下了一对触角或者一对双节腿。有些化石即使发现了这些特征，也可能因被“压扁”了而模糊不清，难以细致地研究。
近日，在发表于《科学》的一项新研究中，研究人员发现了 迄今为止解剖结构最完整的三叶虫化石 ，揭示了从未在任何三叶虫身上看到的细节。这些保存在火山灰中的摩洛哥三叶虫留下了触角和腿，还有口腔结构，甚至整个消化系统的三维结构。
研究人员在摩洛哥阿特拉斯山脉的这些岩石露头发现了保存完好的三叶虫化石。（图/ABDERRAZAK EL ALBANI/UNIVERSITY OF POITIERS）
海底“庞贝”
研究人员从摩洛哥塔特尔特（Tatelt）地层中采集到了4份标本，每个只有一厘米左右长，代表了两个物种。其中两个属于Protolenus属，但还不确定它们是否属于一个新物种。另外两个是Gigoutella mauretanica物种。化石来自大约5.09亿年前的寒武纪。
与传统的化石不同，这些化石是在火山灰形成的岩石中被发现的。火山爆发，特别是一种被称为 火山碎屑流 的爆发，会产生高速火山灰云。这些火山灰云可以在很短的时间里覆盖大片区域，包括海洋环境，从而迅速掩埋生活在海岸线附近浅水中的三叶虫。三叶虫几乎瞬间就被灼热、窒息的火山灰埋葬，连一些通过一根纤细的蒂附着在它们身上微小腕足动物也没能逃过一劫。
火山灰包裹住这些动物，将它们塑形并固定在原地。当火山灰冷却变成岩石，遗体分解，就留下了完美的“铸模”，就像一幅时间定格——这样的过程留下了著名的庞贝古城遗迹，而早在5亿年前，这里的三叶虫就已经历了相似的事件。
火山爆发中的三叶虫的艺术家畅想图。（图/Katrina Kenny）
这些“海底庞贝”中的三叶虫的外表面、腿和搭在它们身上的腕足动物都在火山岩中形成了印记，甚至连消化道都被火山灰填满而保存了下来 。这是非常惊人的发现，因为有别于许多扁平的化石，这些三叶虫的每条腿都原原本本地留了下来，甚至连腿关节处的小刺和感觉刚毛也不例外。
三维模型
团队利用了高分辨率X射线微观层析成像技术（XRµCT）进行了进一步研究。X射线可以检测到岩石与空腔的密度差异。随后，他们又使用计算机对化石的X射线切片进行建模，这样就能以三维的方式研究三叶虫整个身体的解剖结构。这些三叶虫看起来活灵活现，好像能从岩石中爬出来一样。
三叶虫的重建。（图/Arnaud Mazurier / John Paterson）
研究团队发现了三叶虫口周围的特化腿，更清楚地了解了三叶虫的进食方式。像鲎一样，三叶虫头部和身体的附肢有一连串朝内的密集刺，在猎物或者腐肉来到嘴边的时候，这些刺可以控制并撕裂它们。口边缘的附肢有像勺子一样的弯曲的底部，而且非常小，在保存不太完好的化石中并不容易被发现。
人们普遍认为，三叶虫在长触角后有三对头部附肢，但这两个物种都显示有四对。
他们还发现，三叶虫的口是一道狭窄的缝，位于一个被称为 上唇 的肉质片后面。这样的结构在现存的节肢动物中相对常见，人们一直猜测三叶虫应该也如此，但还是第一次真正清晰地看到它们的样子。
其中一个标本还显示了这种生物的整个消化系统，从口部开始，通向食道，然后延伸到一个J形胃，与贯穿整个身体的长肠相连。
重建的侧视图。红色部位是上唇，绿色是唇瓣，保护着头部器官。蓝色是消化系统。（图/Arnaud Mazurier / John Paterson）
沉积火山灰的潜力
这项研究为研究三叶虫的解剖学和生物学提供了新的视角。而它同时也预示着，在浅海环境中沉积的火山灰具有巨大的潜力。
地质学家和古生物学家常常在沉积岩中搜索化石，但其实火山灰形成的岩石中也可能有保存格外完好的化石。谁知道在其中还会发现什么秘密呢？