庞贝式爆炸以“前所未有”的细节保存了5亿年前的节肢动物三叶虫

通过x射线显微摄影，研究人员创建了一个5亿年前三叶虫的完整3D模型。uux.cn阿诺德·马祖里尔/波蒂埃大学

（神秘的地球uux.cn）据Science（罗德里戈·佩雷斯·奥尔特加）：它是寒武纪的庞贝城。大约5.15亿年前，一次火山喷发覆盖了今天摩洛哥阿特拉斯山脉的浅水区。火山灰掩埋了生活在海底软泥中的无脊椎动物，并在数小时内与海水中的化学物质发生反应，硬化成岩石，保存了完美的生物模型。今天，在对这些霉菌进行成像后，研究人员在《科学》杂志上报道了迄今为止最详细的三叶虫3D解剖结构，三叶虫是一种多足节肢动物，在古生代海洋中占主导地位。

美国自然历史博物馆的古生物学家Melanie Hopkins没有参与这项研究，她惊叹道：“这种保护是前所未有的。”。“三叶虫标本作为霉菌保存在火山灰中是极不寻常的。”

被称为三叶虫的标志性的已灭绝无脊椎动物吸引了科学家和业余爱好者；古生代已有22000多种物种被描述。研究人员已经详细研究了它们的外骨骼化石，但这些动物的软组织，包括脆弱的腿和消化道，很少被保存下来。

2015年，研究人员研究了高阿特拉斯山脉摩洛哥塔特尔特组的火山灰层，在火山灰中发现了一种21毫米的节肢动物化石，它是今天包括昆虫和甲壳类动物在内的庞大无脊椎动物群的一员。六年后，普瓦捷大学的地质生物学家和地球化学家Abderrazak El Albani组织了实地调查，收集了更多的灰烬样本。

回到实验室，El Albani和他的团队分析了由二氧化硅、钠长石和铁绿泥石组成的玻璃状样品。他们假设，当火山灰进入海水时，会形成浑浊的云层，使海底的无脊椎动物窒息。细粒度的火山灰也覆盖了它们的身体，在它们变硬的过程中形成了它们的解剖结构，很像公元前79年维苏威火山爆发时庞贝居民的遭遇。这种动物的迅速埋葬和厌氧腐烂为保存创造了理想的环境。

研究人员在灰烬中看到了部分化石，并使用x射线在显微断层扫描仪中观察样本内部，该扫描仪对物体的横截面进行成像，以创建虚拟模型。他们制作了这些化石的3D模型，每个化石都有小指指甲大小，包括2015年发现的化石，现在被明确显示为三叶虫。这些模型揭示了四种三叶虫的精美细节，它们是已知物种的成员——两个 Gigoutella mauretanica 标本和两个 Protolenus 属（也称为 Hupeolenus）的个体，但尚未在物种层面上进行鉴定。

El Albani说，3D解剖揭示了三叶虫的腿和消化系统的未知细节，包括触角和小腿毛。研究人员甚至可以识别出当三叶虫被埋葬时附着在其头部的1毫米长的共生腕足类动物。

一个保存完好的化石模型，Protolenus属的三叶虫，揭示了非常精细的细节，包括微小的腿毛。uux.cn阿诺德·马祖里尔/波蒂埃大学

这些发现可能有助于解决几十年来关于三叶虫解剖结构和生活方式的争论。去年，一项对一个硅质结节内4.65亿年前三叶虫肠道内容物的研究帮助科学家了解了三叶虫吃什么。这些新化石揭示了它们的进食方式：有一个特殊的嘴结构和一个狭长的嘴巴。隆德大学名誉古生物学家Per Ahlberg没有参与这项新工作，他说：“我认为从来没有可能在三叶虫身上找到嘴巴。”他说，这篇新论文证实了大多数研究人员关于三叶虫消化系统和前腿的想法。

新化石中的细节也将为其他已灭绝和活着的生物提供线索。霍普金斯说：“对三叶虫的详细解剖将有助于我们更好地了解节肢动物的最早进化。”。

El Albani正在努力说服摩洛哥政府保护该遗址。据他所知，只有少数其他地层的火山灰沉积与化石相似，他说塔特尔特地层是迄今为止最好的。他现在正在描述该遗址中其他保存精美的化石，包括一个类似水母的化石。“这真是太棒了，”他说。

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