5億年前的海洋“高級(jí)殺手”竟然是條多足小魚?

5億年前的海洋底部，一只正在尋找獵物的西德尼蟲打破了海底的靜謐，它張牙舞爪地翻掘著海底的沉積物，看到蠕蟲、甲殼類、硬殼類小動(dòng)物，便用前端銳利的小爪子抓住迅速送入嘴中……

這只西德尼蟲，正是來自前寒武紀(jì)的高級(jí)“捕獵殺手”。中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所趙方臣研究員與碩士研究生孫智新等，通過對(duì)華北寒武紀(jì)地層軟軀體動(dòng)物化石的不懈探索，在寒武紀(jì)中期饅頭組中發(fā)現(xiàn)了珍稀節(jié)肢動(dòng)物西德尼蟲化石。西德尼蟲是寒武紀(jì)最具代表性的節(jié)肢動(dòng)物之一。相關(guān)成果已于近日發(fā)表在國際地學(xué)綜合性期刊《地質(zhì)學(xué)》雜志上。

首次在勞倫板塊之外發(fā)現(xiàn)西德尼蟲化石

1909年，美國古生物學(xué)家查爾斯·都利特·沃爾科特在布爾吉斯頁巖考察時(shí)第一次發(fā)現(xiàn)西德尼蟲并以其大兒子的名字“西德尼”來命名。此后在勞倫板塊地區(qū)也曾多次發(fā)現(xiàn)該物種的零星碎片。

多年前，趙方臣研究員曾來到了西德尼蟲的發(fā)現(xiàn)地——加拿大洛基山脈布爾吉斯山地區(qū)，對(duì)在該地區(qū)采集的巖層進(jìn)行深入研究和分析，發(fā)現(xiàn)布爾吉斯化石巖層與我國華北地區(qū)寒武紀(jì)某些巖層特征相似。

那么，在我國華北地區(qū)是否也會(huì)有西德尼蟲化石呢?

趙方臣及其研究團(tuán)隊(duì)推斷，在此類巖層上可能存在布爾吉斯頁巖型化石。隨后，他們依據(jù)“順藤摸瓜”的道理，幸運(yùn)地在山東省臨朐縣的寒武紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)了特異保存的西德尼蟲化石。

此次發(fā)現(xiàn)的化石保存非常完整，附肢等軟軀體結(jié)構(gòu)清晰可辨，其保存方式和化石形態(tài)學(xué)特征均與布爾吉斯頁巖生物群中的西德尼蟲模式種基本相同。

它體長10厘米左右，身體分為頭、胸、腹三部分，具有分化的附肢，頭部前端長有兩根長長的觸須，遠(yuǎn)看像只長了許多小腳的“小魚”，但它卻可能是布爾吉斯生物群中“兇猛”的掠食者。

趙方臣介紹，西德尼蟲是寒武紀(jì)布爾吉斯頁巖生物群中最具代表性的節(jié)肢動(dòng)物之一。其是棲息在淺海海底的一種肉食性生物，前端由附肢特化出爪子等捕食器官，用于捕食硬殼獵物。處于食物鏈的頂端，曾被認(rèn)為是布爾吉斯頁巖生物群中的高級(jí)掠食者。它是布爾吉斯頁巖生物群中最早被報(bào)道的節(jié)肢動(dòng)物之一，而且體型較大，在布爾吉斯地區(qū)被發(fā)現(xiàn)數(shù)量較多，研究程度較高，一直以來其系統(tǒng)學(xué)與解剖學(xué)等相關(guān)研究都受到學(xué)界的廣泛關(guān)注。

這一發(fā)現(xiàn)不僅代表了西德尼蟲這一布爾吉斯頁巖生物群的代表性動(dòng)物在勞倫板塊之外的首次發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)展了此類物種的空間分布，而且也是在華北板塊上首次發(fā)現(xiàn)典型的寒武紀(jì)布爾吉斯頁巖型化石。

有助解開寒武紀(jì)中期生態(tài)環(huán)境之謎

趙方臣告訴記者，這塊西德尼蟲化石，精美而完整，屬于軟軀體化石保存類型。軟驅(qū)體化石保存是指生物體中消化道等軟軀體結(jié)構(gòu)，在經(jīng)過快速礦化后被保存下來。但這種方式保存下來的概率很低，動(dòng)物經(jīng)過腐爛后通常只剩下生物的硬殼或骨骼。本次發(fā)現(xiàn)的西德尼蟲肉體在很早就被礦化形成軟軀體結(jié)構(gòu)并被保存下來，為深入研究這類生物的形態(tài)、面貌等種種特征提供了“第一手資料”。

更重要的是，該研究揭示了華北地區(qū)典型的寒武紀(jì)布爾吉斯頁巖型化石寶庫的存在。我國大陸地區(qū)由華南(揚(yáng)子地臺(tái)和華夏古陸)、華北、塔里木等多個(gè)獨(dú)立小板塊拼合而成，這些板塊在遠(yuǎn)古時(shí)期來自地球的不同位置。

近些年來，華南地區(qū)的寒武系中發(fā)現(xiàn)了一系列典型特異埋藏軟軀體化石寶庫，如澄江生物群、清江生物群、關(guān)山生物群、凱里生物群等。比較而言，華北的特異埋藏化石雖然已有發(fā)現(xiàn)，但仍然缺乏具有布爾吉斯頁巖型保存質(zhì)量的代表性化石。

西德尼蟲代表了典型的布爾吉斯頁巖型化石，它的發(fā)現(xiàn)預(yù)示著華北地區(qū)也擁有研究“寒武紀(jì)大爆發(fā)”生物和特異埋藏化石庫的巨大潛力。且一直以來寒武紀(jì)中期全球特異化石庫基本均發(fā)現(xiàn)在勞倫板塊，華北板塊寒武紀(jì)中期特異埋藏化石的進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)與研究將促進(jìn)對(duì)這一時(shí)期全球生物面貌與演化的認(rèn)識(shí)，具有非常重要的科學(xué)意義。

此外，華北地區(qū)西德尼蟲的發(fā)現(xiàn)對(duì)解開當(dāng)時(shí)的生態(tài)環(huán)境之謎具有關(guān)鍵作用?；谖鞯履嵯x存在的沉積埋藏環(huán)境，研究其沉積學(xué)，可以了解到它當(dāng)時(shí)生活的場景和生態(tài)環(huán)境。另一方面，西德尼蟲處于食物鏈的頂層，通過研究當(dāng)時(shí)其生物圈中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，可以為研究生態(tài)學(xué)和生物學(xué)提供重要指示。