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4.36亿年前的蝎子是地球上第一批呼吸空气的动物

kiki · 2月17日 · 2020年
4.36亿年前的蝎子是地球上第一批呼吸空气的动物

科学家们新发现了一种远古蝎子,它可以追溯到志留纪早期。而且,这种远古蝎子的出现也回答了关于第一批蛛形纲动物的重要问题,以及地球上一些最早的动物从水生栖息地迁移到陆地栖息地的适应性问题。

根据研究,这种被命名为“Parioscorpio venator”的远古蝎子,是目前化石记录中最古老的蝎子。它的名字的意思是“捕食蝎子的祖先”,生活在距今4.375亿至4.365亿年前的志留纪早期。此前,世界上最古老的蝎子化石来自苏格兰的多利科霍普卢敦斯,它的年龄为4.34亿年,比“Parioscorpio venator”的年龄小100万到300万年。

包含这个新发现物种的两块化石是在一个热带浅海的旧址上发现的。它与其他海洋动物如三叶虫、头足类动物、蠕虫和其他节肢动物生活在一起。“Parioscorpio venator”是一种水生生物,但新的研究表明,它也能在陆地上生活一段时间,这一点可以从它独特的解剖结构得到证明。有趣的是,它现在是科学界已知的最早呼吸空气的动物之一,也是化石记录中最古老的蝎子。

这个发现很重要,因为蝎子是最早完全过渡到陆地生活方式的动物之一。因此,“Parioscorpio venator”展示了哪些适应可能使蝎子和其他动物实现了从水到陆地的典范飞跃。

4.36亿年前的蝎子是地球上第一批呼吸空气的动物

实际上,“Parioscorpio venator”的化石早在1985年就在威斯康星州被发现,之后它们在威斯康星大学(University Of Wisconsin)闲置了近35年。直到认识到这些化石的潜在意义,古生物学家们才决定仔细研究一下。

“Parioscorpio venator”的化石太老了,已经无法进行碳年代测定,所以科学家们采用了一种叫做生物地层学的技术。他们研究了特定的微化石,它们出现的时间跨度很短。这让科学家能够自信地将这只蝎子的年龄与之前最老的一只进行比较。

为了做到这一点,科学家们寻找牙形刺微化石,一种已经灭绝的类似鳗鱼的生物,其遗骸可以用来限制和确定地质时期。在这种情况下,一个特别有用的牙形刺属于一个被称为翼龙的物种,它与“Parioscorpio venator”生活在同一时期。它的遗骸是在与“Parioscorpio venator”相同的地层中发现的,这相当于给了科学家一个相当精确的定位,对应于437.5到4.365亿年前。

利用显微镜和高分辨率图像,古生物学家详细研究了这些化石。“Parioscorpio venator”体长约2.5厘米(0.98英寸),具有其他早期动物的特征,如复眼。但它也有现代蝎子的特征,比如尾巴尖上有毒刺。令人难以置信的是,科学家们还在化石上发现了一些内部器官,包括一个储存蝎子毒液的小室。

重要的是,科学家发现了一种可能的解剖学特征,这可以使这种蝎子和其他早期动物(包括脊椎动物)从海洋栖息地过渡到陆地栖息地。根据这项研究,“Parioscorpio venator”没有肺或鳃,但它有一个狭窄的沙漏状结构,类似于现代蝎子和马蹄蟹的循环和呼吸系统。科学家推测,早期的蝎子能够长时间呆在陆地上,是以一种现代马蹄蟹的方式来呼吸空气。

4.36亿年前的蝎子是地球上第一批呼吸空气的动物

这种蝎子是在远古的近岸环境中发现的,而其他生物生活在海洋中,但化石中保存下来的呼吸和心血管系统就像现代的蝎子一样,可以支持它生活在陆地上,呼吸空气。这一证据表明,这种生物可以在陆地和水之间过渡。因此,“Parioscorpio venator”是一种非常早期的空气呼吸动物,它的适应能力代表了“迈向陆地的重要一步”。

另一个值得注意的方面是,这只极其古老的蝎子与今天生活的蝎子有多么相似。虽然有一些重要的区别,但很明显,蝎子很早就偶然发现了一个非常成功的进化策略。那么,为什么蝎子的形式如此成功呢?

科学家表示,有时候,进化的成功取决于什么生物首先打破了适应障碍,比如成为第一批能够在陆地上生存的生物。生物模型可能在它们的进化史早期就被测试过并“完善”了,之后也不需要做太多的调整。也许,这只是一个猜测。如今,蝎子之间确实存在着一些多样性,但自泥盆纪以来,蝎子的基本体型变化是非常小的。

所以,当下次我们遇到蝎子的时候,一定要记住这一点。它们的祖先是早期的革新者,代表了我们星球上最早的陆生、呼吸空气的生物。这项最新的研究也进一步巩固了它们作为进化传奇的神圣地位。


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