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Oct. 28 2019

遠古「康加舞」揭曉了動物群集的起源

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  • 新發現的古頭帶蟲屬(Ampyx)三葉蟲化石證實這種遠古海洋生物會集結成線狀群集,目的可能是為了遷徙或交配。PHOTOGRAPH BY JEAN VANNIER, UNIVERSITÉ DE LYON

大約在4億8千萬年前,這種與昆蟲和龍蝦有親戚關係的已滅絕海洋節肢動物成群結伴爬過了海床。

新發現的古頭帶蟲屬(Ampyx)三葉蟲化石證實這種遠古海洋生物會集結成線狀群集,目的可能是為了遷徙或交配。PHOTOGRAPH BY JEAN VANNIER, UNIVERSITÉ DE LYON

早在人類發明康加舞(conga line)的近5億年前,一種神似鱟的海洋生物已經以牠們自己的方式跳起了這種社交舞。新近描述的化石捕捉到這種動物成群排成線狀漫步過海床,目的可能是集體遷徙或交配。學者在10月中旬出版的《科學報告》(Scientific Reports)期刊上宣布,這些化石證實動物在地球演化史的早期階段就已經開始集體行動了。

早期生命形態在大約5.2億年前已發展出複雜的感知器官,像是觸角與眼睛,還有可以處理所有外來訊息的大腦。這些發展讓動物能夠感知到彼此的存在,進而集體行動。

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這些剛獲得描述的化石大約來自4.8億年前,其中保存了數隻頭帶蟲屬(Ampyx的古頭帶蟲(Ampyx priscus),這種海洋生物是一種三葉蟲,生活在現在的法國與摩洛哥。這些特別的化石驚人之處在於牠們保存下這種盲眼動物排列成線狀的樣子,且線狀隊伍中大部分的三葉蟲都朝向同一方向。

「這顯示出集體行為並不是較近代才演化出的新創舉,」研究第一作者,里昂大學(University of Lyon)的古生物學家尚.瓦尼耶(Jean Vannier)在電子郵件中寫道。「反之,這種行為更加古老,可以追溯到動物生命史的第一次生物多樣化事件。」

三葉蟲是一類已滅絕的海洋節肢動物,牠們和現在的昆蟲、蜘蛛和甲殼類都是親戚。現在巴哈馬的龍蝦也會排成類似的列隊遷徙,牠們以地球磁場的微量變化當作定位的部分根據。

「通常我們在看自然紀錄片的時候……記錄下動物群集各式各樣行為的那些影片,人們不大會思考這些行為是從哪裡來的,」約翰.派特森(John Paterson)說道,他是澳洲新英格蘭大學(University of New England)的古生物學家,負責審閱這篇研究。「這件事很迷人,就連行為也可以被化石紀錄保存下來。」

奇妙隊伍

長相與現生的鱟與鼠婦相似的三葉蟲在地球早期歷史中扮演重要角色。這類動物在至少5.21億年前出現,存活到2.52億年前,唯獨地球史上最慘烈的二疊紀-三疊紀滅絕事件(Permian–Triassic extinction event)才使牠們屈服。牠們生存的時間比非鳥類恐龍更長久。

三葉蟲在這段歲月裡發展出相當高的多樣性。有些長到超過60公分長;其他則裝飾著弧形尖刺,可能用來嚇阻有頷魚類與其他潛在掠食者。研究早已發現三葉蟲會為了交配、覓食,或可能為了自我防衛而規律地聚集成群。

然而,大部分群集化石中的三葉蟲都各自朝向隨機方位──這正是為何頭帶蟲俐落單一的線狀隊列顯得與眾不同。2008年,有學者猜測這些群集是在數隻頭帶蟲鑽入洞穴中躲避掠食者的時候形成的。不過瓦尼耶和他的同事們檢視過他們在摩洛哥札戈拉(Zagora)新發現的化石,他們沒有發現任何洞穴存在的證據。

「這有點算是給了那套(洞穴)假說致命的一擊吧,」派特森說道。他們反而認為這列頭帶蟲隊伍在海床上行進,直到暴風雨帶來的浪流捲起低氧沉積物且迅速將他們掩埋。

但是如果上述情境屬實,這些盲眼的生物又是如何列隊的呢?這些三葉蟲生著三支特殊的棘刺,一支從前方突出,另兩支從後方伸出,而在許多新獲得描述的遺骸中,鄰近三葉蟲的棘刺都相碰在一起。瓦尼耶的團隊懷疑這種動物可能在行進中利用牠們的棘刺來感覺彼此。這種三葉蟲也有可能靠感知彼此的化學分泌物來列隊。

雖然這份分析詳盡,化石卻依然有些面向與這些解釋相違。例如在部分化石中,其他種類的三葉蟲偶爾會出現在隊列中。目前並不清楚為什麼會有其他三葉蟲物種趁機插隊,或者牠們古怪的排列只是化石紀錄中的偶然。

瓦尼耶說或許還有相似但是更古老的群集,那樣的跡象將有助解謎。2008年,科學家公開一批5.25億年前的化石,其中保存的似蝦生物攀著彼此並形成一線隊列。那些古生物學家將化石詮釋為一個隨意漂浮在水中的群集──但是瓦尼耶懷疑這些生物就像頭帶蟲一樣呈一路縱隊行走過海床。

「這是一種非常耐人尋味的集體行為,」瓦尼耶說道。

 

延伸閱讀:千載難逢:三葉蟲紅螢 / 想不到吧!琥珀中竟包覆著海中的菊石

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