毛茸茸的蝸牛長什麼樣?一億年前帶角質毛蝸牛琥珀現身
2019年10月12日11:33
琥珀毛環口螺
琥珀毛環口螺

  10月12日消息,今日,中外科學家團隊宣佈,他們琥珀中首次發現保存了角質毛的陸生蝸牛,這對我們理解白堊紀蝸牛的多樣化,以及蝸牛與被子植物的協同演化有重要的意義。該研究由德國吉森尤斯圖斯-李比希大學的托馬斯·諾伊鮑爾博士(Thomas A。 Neubauer)、中國地質大學(北京)邢立達副教授、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。研究論文發表於國際知名學術刊物、細胞集團旗下的iScience。

琥珀毛環口螺的毛特寫
琥珀毛環口螺的毛特寫

  2016年,邢立達團隊率先發表了世界上首例琥珀中的古鳥和恐龍,隨後又發現了琥珀中的蛙類,蛇類,帶觸角等軟組織的蝸牛。“緬甸琥珀包裹的小型動物化石是我們目前所遇到的最好的白堊紀古生物樣本,為沉積岩中的壓型化石提供了重要的補充,展露了傳統化石很難保存的軟組織三維細節,深化了我們對古動物的認識。”邢立達介紹。

  學者此次研究標本來自著名的琥珀產區——緬甸北部克欽邦胡康河穀。此地的琥珀距今約1億年,為白堊紀中期。2000年開始,此地陸續產出的白堊紀琥珀為我們提供了獨特的森林生態系統記錄。

多毛環肋螺 攝影 周清華
多毛環肋螺 攝影 周清華

  新發現的蝸牛化石直徑約為6.6毫米,高約2.2毫米,顯微CT為這麼小的標本提供了詳細的、立體的三維解剖結構。通過對CT數據的重建、分割和融合,邢立達團隊最終無損得到了標本的高清3D形態。因為標本殼表面覆蓋著密集的角質毛,螺層側緣上部和頂側有明顯的螺紋等特徵區別於已知的腹足類,論文作者命名了新屬:毛環口螺(Hirsuticyclus),新種為琥珀毛環口螺(H。 electrum)。“在分類上,琥珀毛環口螺屬於環口螺科(Cyclophoridae)”,托馬斯指出,“該科是一些較為古老的陸棲種類,一般喜歡生活在溫暖潮濕,陰暗多腐殖質的環境。”

  大多數腹足類物種都具有一個呈螺旋形的殼,當遇到危險的時候會將柔軟的身體縮進殼中。其中部分腹足類的殼體上有一層角質毛,對於這些毛狀結構,學者認為可能是一種減少被掠食的防禦措施,或增加水的附著讓移動更方便,或提高殼體表面附著力等。而且,這種特徵在濕螺科(Hygromiidae)、大蝸牛科(Helicidae)、圈螺科(Plectopylidae)、堅齒螺科(Camaenidae)、多圓螺科(Polygyridae)等門類中都重復出現過,這表明該特徵已經獨立地演化出現數次,學者推測,毛結構是一種祖徵,在演化史上已多次喪失,這可能與大環境從潮濕到乾旱的往返轉變有關。

4 琥珀毛環口螺複原圖 (繪圖 劉毅)
4 琥珀毛環口螺複原圖 (繪圖 劉毅)

  “但我們從未在化石記錄中找到它們,我們無法想像這些極為精緻的結構能以傳統化石的形式保存下來,但琥珀的出現完美解決了這個問題,讓我們終於有機會來研究化石記錄中的毛蝸牛。”邢立達解釋道。“琥珀毛環口螺就是琥珀這種特異保存帶來的神奇禮物,它是目前腹足類化石記錄中,保存有毛狀機構的唯一記錄,也是最古老的記錄。”

  琥珀毛環口螺表面覆蓋著角質毛,科學家認為這種角質毛是對蝸牛對熱帶森林環境的適應,在是潮濕環境覓食過程中增加自身對植物的附著力,而且還可能帶有收集和運輸小種子的功能。這種性狀的出現,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係。蝸牛可能更喜歡柔軟的被子植物而不是堅硬的針葉樹針。科學家推斷,琥珀毛環口螺已經逐步適應了白堊紀中期這個以被子植物為主導的世界,殼體上的毛首先起到讓掠食者望而卻步的作用,功能上則有助於它更好地附著在被子植物的葉子上,降低意外掉落的風險,以及掉落重新爬回到高處的大量消耗,萬一跌落到森林地面上,毛結構還可能會減輕衝擊力而降低對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,現生蜜蜂會無意地將花粉通過週身絨毛從一朵花轉移到另一朵花,琥珀毛環口螺的剛毛也可能有類似功能。在白堊紀中期,被子植物種子的平均尺寸很小,往往低於1立方毫米,琥珀毛環口螺的毛可能會附著到一些小種子,並隨著運動到其它地點來完成傳播。也就是說,被子植物的擴散可能觸發了蝸牛的適應性進化,促使了白堊紀陸生蝸牛的多樣化,反過來,蝸牛的演化也在某種程度上幫助了被子植物的擴散。

  據悉,該課題研究獲得了國家自然科學基金委“國家自然科學基金重大項目”“國家自然科學基金面上項目”以及美國國家地理學會等項目的資助。

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