揭秘古老三叶虫的奇异生存策略：如何在波动氧气水平下挑战捕食者

漫游在寒武纪的古老海洋，一种神秘的三叶虫物种——蜘蛛和龙虾的古老海洋近亲，竟展现出令人惊奇的自我保护策略。这种名为Aulacopleura koninckii的三叶虫，凭借其独特的生存技巧，成功应对了地球氧气水平的起伏，长久生存至今。自约5.2亿年前的寒武纪开始，三叶虫就在海洋中繁衍生息，其生存历程跨足了近3亿年，超越了恐龙的寿命。在历经两次大规模灭绝事件后，它们依然屹立不倒，主宰着海底生态系统。



这些古老生物的身体由头部、中部和刚性尾部组成。据悉，已知的三叶虫种类超过20000种，大多数成熟的三叶虫中部都拥有特定数量的节片。然而，在Aulacopleura koninckii身上，科学家发现了独特的现象。尽管早期生长阶段的大小和形状几乎不变，成熟的Aulacopleura却发育出18至22个中段。加州大学河滨分校的古生物学家、这项新研究的通讯作者奈杰尔·休斯（Nigel Hughes）表示：“我和我的合作者对这个物种的奇特之处感到非常惊讶。我们难以理解为什么Aulacopleura的身体会如此多样，而同一时期的其他动物却保持稳定。”

研究人员对这种奇特现象的影响以及其如何塑造动物的自我保护能力提出了疑问。这些问题在一项新的研究中得以解答，该研究发表在《英国皇家学会学报 B：生物科学》上。

类似于现代的球鼠妇，三叶虫能够卷曲成球状，以躲避大型乌贼、鱼类和其他捕食者的威胁。在卷曲过程中，它们将尾巴整齐地藏在头部下方，依靠坚硬的外骨骼来保护软组织。然而，对于Aulacopleura而言，3D建模揭示了一个新的保护策略，即通过卷曲，令未成熟的形态，即中间少于18个节片的状态，获得最佳保护。

“随着节片数量的增加，身体比例不再适合将尾部完全藏于头部下方，从而形成完全保护。那么，为什么这种物种不断增加身体节片数量，又是如何在残酷的捕食者面前存活下来的？”休斯解释道。

通过虚拟重建，研究人员推测当Aulacopleura拥有大量中部节片时，它们可能像亲戚一样卷曲，只是尾巴略微伸出，最大限度地减少暴露的机会。而关于可能的其他防御机制，研究人员排除了在两侧留下缺口的可能性，因为这样会暴露关键器官。

至于为何Aulacopleura的中部节片数量存在差异，研究人员回溯了早期的工作。“这些节片下面有什么呢？原来是用于呼吸的腿！节片数量越多，呼吸表面积越大。”休斯解释道。通过增加额外的呼吸装置，这些动物可以在海底氧气水平下降时存活，从而在与捕食其的大型Aulacopleura物种等竞争时脱颖而出。部分海域缺氧迫使捕食者撤退至氧气充足的地方，而体型较大的Aulacopleura则拥有额外的鳃，可以在原地不动，免受捕食者的侵害。

了解这种物种如何应对生物和环境压力，有助于更深入地理解生存策略的进化。三叶虫的发育方式为现代昆虫和蜘蛛等节肢动物的共同祖先是如何进化的提供了线索。休斯总结道：“研究这些动物的原因之一，是为了探索发育过程如何演变。地球将继续属于那些能够灵活应对挑战的生物。”