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新发现 一亿年前带角质毛的蜗牛琥珀现身

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10月12日,中外科学家团队宣布,他们琥珀中首次发现保存了角质毛的陆生蜗牛,这也是目前腹足类化石记录中,保存有毛状机构的最古老记录。

新京报讯(记者 王俊)“蜗牛背着重重的壳,一步一步往上爬。”在距今约一亿年前的白垩纪中期,有一只蜗牛的壳是“毛茸茸”的,它在觅食或者行进中,被琥珀包裹住,保留至今。

10月12日,中外科学家团队宣布,他们在琥珀中首次发现保存了角质毛的陆生蜗牛,这也是目前腹足类化石记录中,保存有毛状结构的最古老记录。

该研究由德国吉森尤斯图斯-李比希大学的托马斯·诺伊鲍尔博士(Thomas A. Neubauer)、中国地质大学(北京)邢立达副教授、瑞士伯尔尼自然史博物馆的研究员艾德丽安·约胡姆(Adrienne Jochum)共同研究。研究论文发表于国际知名学术刊物、细胞集团旗下的iScience。

琥珀毛环口螺复原图。(绘图 刘毅)

毛茸茸的壳是一种祖征

该枚琥珀标本来自著名的琥珀产区——缅甸北部克钦邦胡康河谷。此地的琥珀距今约1亿年,为白垩纪中期。

新发现的蜗牛琥珀化石直径约为6.6毫米,高约2.2毫米。通过对CT数据的重建、分割和融合,邢立达团队得到了标本的高清3D形态。

区别于已知的大多腹足类,该标本壳表面覆盖着密集的角质毛,螺层侧缘上部和顶侧有明显的螺纹等特征,因此论文作者命名了新属:毛环口螺(Hirsuticyclus),新种为琥珀毛环口螺(H. electrum)。

琥珀毛环口螺。

“在分类上,琥珀毛环口螺属于环口螺科(Cyclophoridae)”,托马斯指出,“该科是一些较为古老的陆栖种类,一般喜欢生活在温暖潮湿、阴暗多腐殖质的环境。”

就像蜗牛一样,大多数腹足类物种都有一个呈螺旋形的壳,当遇到危险的时候会将柔软的身体缩进壳中。其中部分腹足类的壳体上有一层角质毛,对于这些毛状结构,学者认为可能是一种减少被掠食的防御措施,或增加水的附着让移动更方便,或提高壳体表面附着力等。

这种特征在湿螺科(Hygromiidae)、大蜗牛科(Helicidae)等门类中都重复出现过,这表明该特征已经独立地演化出现数次,学者推测,毛结构是一种祖征,在演化史上已多次丧失,这可能与大环境从潮湿到干旱的往返转变有关。

琥珀毛环口螺的毛特写。

壳体上的毛可以让掠食者望而却步

尽管毛结构独立地演化出现数次,但据邢立达介绍,此前从未在化石记录中找到它们。“我们无法想象这些极为精致的结构能以传统化石的形式保存下来,但琥珀的出现完美解决了这个问题,让我们终于有机会来研究化石记录中的毛蜗牛。”

他表示,琥珀毛环口螺就是琥珀这种特异保存带来的神奇礼物,它是目前腹足类化石记录中,保存有毛状结构的唯一记录,也是最古老的记录。

那覆盖在壳表面的角质毛有何作用?科学家认为这种角质毛是蜗牛对热带森林环境的适应,在潮湿环境觅食过程中增加自身对植物的附着力,而且还可能带有收集和运输小种子的功能。这种性状的出现,与蜗牛的主要食物——被子植物的全球性辐射演化有莫大的关系。蜗牛可能更喜欢柔软的被子植物而不是坚硬的针叶树。

科学家推断,琥珀毛环口螺已经逐步适应了白垩纪中期这个以被子植物为主导的世界,壳体上的毛首先起到让掠食者望而却步的作用,功能上则有助于它更好地附着在被子植物的叶子上,降低意外掉落的风险,以及掉落重新爬回到高处的大量消耗。

而且,厚厚的一层毛还可以起到隔热的作用。

另外一个有趣的发现是,现生蜜蜂会无意地将花粉通过周身绒毛从一朵花转移到另一朵花,琥珀毛环口螺的刚毛也可能有类似功能。

在白垩纪中期,被子植物种子的平均尺寸很小,往往低于1立方毫米,琥珀毛环口螺的毛可能会附着到一些小种子,并随着运动到其他地点来完成传播。

也就是说,被子植物的扩散可能触发了蜗牛的适应性进化,促使了白垩纪陆生蜗牛的多样化,反过来,蜗牛的演化也在某种程度上帮助了被子植物的扩散。

多毛环肋螺。(摄影 周清华)

多知道一点:琥珀是研究古生物的绝佳样本

2016年,邢立达团队发表了世界上首例琥珀中的古鸟和恐龙,随后又发现了琥珀中的蛙类、蛇类,带触角等软组织的蜗牛。

“缅甸琥珀包裹的小型动物化石是我们目前所遇到的最好的白垩纪古生物样本,为沉积岩中的压型化石提供了重要的补充,展露了传统化石很难保存的软组织三维细节,深化了我们对古动物的认识。”邢立达介绍。

著名的琥珀产区——缅甸北部克钦邦胡康河谷,从2000年开始陆续发现的白垩纪琥珀,也为科学家研究提供了独特的森林生态系统记录。

就在昨天,古生物学家还公布了蛙卵琥珀的研究成果,标本是极为罕见的两栖类卵。保存了55颗球形到卵球形的卵,平均直径约为1.2毫米,每个卵细胞由一个凝胶状的团块和一个深色的中心体组成,这可能代表了原始的卵细胞。

新京报记者 王俊

编辑 樊一婧 校对 李项玲

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