毛茸茸的蝸牛長(zhǎng)啥樣?一億年前帶角質(zhì)毛蝸牛琥珀現(xiàn)身

北京時(shí)間10月12日消息,今日,中外科學(xué)家團(tuán)隊(duì)宣布,他們琥珀中首次發(fā)現(xiàn)保存了角質(zhì)毛的陸生蝸牛,這對(duì)我們理解白堊紀(jì)蝸牛的多樣化,以及蝸牛與被子植物的協(xié)同演化有重要的意義。該研究由德國(guó)吉森尤斯圖斯-李比希大學(xué)的托馬斯·諾伊鮑爾博士(Thomas A。 Neubauer),中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)邢立達(dá)副教授,瑞士伯爾尼自然史博物館的研究員艾德麗安·約胡姆(Adrienne Jochum)共同研究。研究論文發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)刊物,細(xì)胞集團(tuán)旗下的iScience。

2016年,邢立達(dá)團(tuán)隊(duì)率先發(fā)表了世界上首例琥珀中的古鳥(niǎo)和恐龍,隨后又發(fā)現(xiàn)了琥珀中的蛙類(lèi),蛇類(lèi),千影影院帶觸角等軟組織的蝸牛!熬挼殓臧男⌒蛣(dòng)物化石是我們目前所遇到的最好的白堊紀(jì)古生物樣本,為沉積巖中的壓型化石提供了重要的補(bǔ)充,展露了傳統(tǒng)化石很難保存的軟組織三維細(xì)節(jié),深化了我們對(duì)古動(dòng)物的認(rèn)識(shí)。”邢立達(dá)介紹。
學(xué)者此次研究標(biāo)本來(lái)自著名的琥珀產(chǎn)區(qū)——緬甸北部克欽邦胡康河谷。此地的琥珀距今約1億年,為白堊紀(jì)中期。2000年開(kāi)始,此地陸續(xù)產(chǎn)出的白堊紀(jì)琥珀為我們提供了獨(dú)特的森林生態(tài)系統(tǒng)記錄。

新發(fā)現(xiàn)的蝸牛?石直徑約為6.6毫米,高約2.2毫米,顯微CT為這么小的標(biāo)本提供了詳細(xì)的,立體的三維解剖結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)CT數(shù)據(jù)的重建,分割和融合,邢立達(dá)團(tuán)隊(duì)最終無(wú)損得到了標(biāo)本的高清3D形態(tài)。因?yàn)闃?biāo)本殼表面覆蓋著密集的角質(zhì)毛,螺層側(cè)緣上部和頂側(cè)有明顯的螺紋等特征區(qū)別于已知的腹足類(lèi),論文作者命名了新屬:毛環(huán)口螺(Hirsuticyclus),新種為琥珀毛環(huán)口螺(H。 electrum)!霸诜诸(lèi)上,琥珀毛環(huán)口螺屬于環(huán)口螺科(Cyclophoridae)”,托馬斯指出,“該科是一些較為古老的陸棲種類(lèi),一般喜歡生活在溫暖潮濕,陰暗多腐殖質(zhì)的環(huán)境!
大多數(shù)腹足類(lèi)物種都具有一個(gè)呈螺旋形的殼,當(dāng)遇到危險(xiǎn)的時(shí)候會(huì)將柔軟的身體縮進(jìn)殼中。其中部分腹足類(lèi)的殼體上有一層角質(zhì)毛,對(duì)于這些毛狀結(jié)構(gòu),學(xué)者認(rèn)為可能是一種減少被掠食的防御措施,或增加水的附著讓移動(dòng)更方便,或提高殼體表面附著力等。而且,這種特征在濕螺科(Hygromiidae),大蝸?疲℉elicidae),圈螺科(Plectopylidae),堅(jiān)齒螺科(Camaenidae),多圓螺科(Polygyridae)等門(mén)類(lèi)中都重復(fù)出現(xiàn)過(guò),這表明該特征已經(jīng)獨(dú)立地演化出現(xiàn)數(shù)次,學(xué)者推測(cè),毛結(jié)構(gòu)是一種祖徵,在演化史上已多次喪失,這可能與大環(huán)境從潮濕到干旱的往返轉(zhuǎn)變有關(guān)。

“但我們從未在化石記錄中找到它們,我們無(wú)法想象這些極為精致的結(jié)構(gòu)能以傳統(tǒng)化石的形式保存下來(lái),但琥珀的出現(xiàn)完美解決了這個(gè)問(wèn)題,讓我們終于有機(jī)會(huì)來(lái)研究化石記錄中的毛蝸牛。”邢立達(dá)解釋道!扮昝h(huán)口螺就是琥珀這種特異保存帶來(lái)的神奇禮物,它是目前腹足類(lèi)化石記錄中,保存有毛狀機(jī)構(gòu)的唯一記錄,也是最古老的記錄!
琥珀毛環(huán)口螺表面覆蓋著角質(zhì)毛,科學(xué)家認(rèn)為這種角質(zhì)毛是對(duì)蝸牛對(duì)熱帶森林環(huán)境的適應(yīng),在是潮濕環(huán)境覓食過(guò)程中增加自身對(duì)植物的附著力,而且還可能帶有收集和運(yùn)輸小種子的功能。這種性狀的出現(xiàn),與蝸牛的主要食物——被子植物的全球性輻射演化有莫大的關(guān)系。蝸?赡芨矚g柔軟的被子植物而不是堅(jiān)硬的針葉樹(shù)針。科學(xué)家推斷,琥珀毛環(huán)口螺已經(jīng)逐步適應(yīng)了白堊紀(jì)中期這個(gè)以被子植物為主導(dǎo)的世界,殼體上的毛首先起到讓掠食者望而卻步的作用,千影影院功能上則有助于它更好地附著在被子植物的葉子上,降低意外掉落的風(fēng)險(xiǎn),以及掉落重新爬回到高處的大量消耗,萬(wàn)一跌落到森林地面上,毛結(jié)構(gòu)還可能會(huì)減輕沖擊力而降低對(duì)殼體造成的潛在損害。而且,厚厚的一層毛可能還可以起到隔熱的作用。
更有趣的是,現(xiàn)生蜜蜂會(huì)無(wú)意地將花粉通過(guò)周身絨毛從一朵花轉(zhuǎn)移到另一朵花,琥珀毛環(huán)口螺的剛毛也可能有類(lèi)似功能。在白堊紀(jì)中期,被子植物種子的平均尺寸很小,往往低于1立方毫米,琥珀毛環(huán)口螺的毛可能會(huì)附著到一些小種子,并隨著運(yùn)動(dòng)到其它地點(diǎn)來(lái)完成傳播。也就是說(shuō),被子植物的擴(kuò)散可能觸發(fā)了蝸牛的適應(yīng)性進(jìn)化,促使了白堊紀(jì)陸生蝸牛的多樣化,反過(guò)來(lái),蝸牛的演化也在某種程度上幫助了被子植物的擴(kuò)散。
據(jù)悉,該課題研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委“國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目”“國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目”以及美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì)等項(xiàng)目的資助。

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