5億年前的海洋“高級殺手”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“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，通過對華北寒武紀(jì)地層軟軀體動物化石的不懈探索，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)是否也會有西德尼蟲化石呢?

趙方臣及其研究團(tuán)隊推斷，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掠食者。它是布爾吉斯頁巖生物群中最早被報道的節(jié)肢動物之一，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)子地臺和華夏古陸)、華北、塔里木等多個獨立小板塊拼合而成，這些板塊在遠(yuǎn)古時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)對這一時期全球生物面貌與演化的認(rèn)識，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)對解開當(dāng)時的生態(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)時其生物圈中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動，可以為研究生態(tài)學(xué)和生物學(xué)提供重要指示。