在吸血乌贼的家谱上再添一种头足类动物

Syllipsimopodi bideni 是已知最古老的吸血鬼乌贼和章鱼的祖先。而它的化石有一个触手上的惊喜。
Prehistoric vampire squid swimming in the Paleozoic ocean in an illustration
一颗3.28亿年的化石表明,吸血鬼乌贼和章鱼可能随着时间的推移失去了一对触手。K. Whalen/Christopher Whalen

吸血鬼乌贼长期以来一直被视为深海中的噩梦生物。受到惊扰时,这种头足类动物会用其独特的带蹼的腕足包裹住红色的身体,形成一件黑色的外套,可能会吓跑捕食者。其拉丁学名意为“来自地狱的吸血鬼乌贼”,很难摆脱其邪恶的刻板印象。但这种幽灵般的生物与其邪恶的名字几乎没有共同之处——它不是吸血鬼,也不是寄生虫,更不是捕食者。事实上,它甚至不是乌贼:该物种与章鱼的关系更近,拥有八条腕足而不是十条。

“我一直说,与其叫它们吸血鬼乌贼,不如叫它们吸血鬼章鱼。这样大家就能更容易区分了,”耶鲁大学和美国自然历史博物馆(AMNH)的古生物学家、国家科学基金会博士后研究员Christopher Whalen说。“它之所以叫这个名字,是因为长期以来,它都是一种令人费解的动物,似乎介于乌贼和章鱼之间。”

尽管它很神秘,但这种生物却是一个有用的“活化石”,数百万年来几乎没有变化。研究人员一直在研究吸血鬼乌贼,以了解当今主要的头足类动物群之间的分化。现在,一颗3.28亿年前的吸血鬼乌贼古代祖先化石,可能有助于填补进化拼图中的一个重要环节。 

[相关:9种将惊悚作为其品牌标志的生物]

在今天发表于《自然通讯》杂志上的一项研究中,Whalen和美国自然历史博物馆馆长Neil Landman描述了一个属于vampyropod(包括章鱼和吸血鬼乌贼)这一类群的最古老已知祖先的新物种。令人惊讶的是,这种古老的动物拥有10条腕足,与它现存的后代不同。 

作者将这个新物种命名为Syllipsimopodi bideni,以纪念现任美国总统。它生活在古生代。Whalen说,大约在3.3亿年前,北美曾是一个被海洋海湾淹没的热带气候,类似于印度孟加拉湾。这片曾经的沿海地区如今构成了蒙大拿州中部名为Bear Gulch的石灰岩露头,这里以保存完好的化石而闻名。Whalen在研究安大略皇家博物馆收藏的Bear Gulch鹦鹉螺标本时,发现了这个特殊的化石。 

“我注意到这个化石保存了腕足和附肢。在头足类化石中如此保存软组织是非常罕见的,”Whalen说。“然后,我在显微镜下观察它,可以看到单个的吸盘,这更是罕见了——我们谈论的是有史以来发现的只有少数化石保存了吸盘。”  

化学分析和缺乏两个解剖结构证实,该头足类动物确实是vampyropod——这是现存鞘头类头足类(具有内壳的软体头足类)的两个群组之一。区分这两个群组的主要特征之一是附肢的数量:Vampyropoda包括八腕头足类,如章鱼和吸血鬼乌贼;Decabrachia包括十触手头足类,如乌贼和鱿鱼。研究人员认为,一对腕足的丢失可能发生在很多万年前。 

“腕足的数量是vampyropods和Decabrachians这两个群组之间最大的区别,”Whalen解释道。“我们一直认为八条腕足是vampyropods在进化史上丢失的一种衍生状态,但我们从未有过任何确凿的证据。” 

Whalen说,例如,吸血鬼乌贼有两条细长的触须,被认为是退化的腕足。(大多数章鱼已完全失去它们。)其他vampyropod化石也显示有这些触须,但它们都只有八条腕足。 

但是Syllipsimopodi bideni似乎有10条功能性的附肢而不是8条,这使其“有点像进化链中的一个缺失环节”,Whalen指出。 

“这确实是我们第一个能够归类到vampyropods类群的化石,它拥有我们一直认为的祖传的10条腕足,”他说。“所以这确实证实了那个长期的假设。”

Whalen推测,这个化石长约12厘米,很容易放在手中,因此Syllipsimopodi bideni很可能是一种较小的掠食性头足类动物。Whalen和Landman怀疑Syllipsimopodi bideni使用了与现代乌贼类似的捕猎策略,其中两条腕足比其他8条略长。现存的乌贼用两条较长的触手捕捉和卷回猎物,并用八条较短的腕足在进食时操纵猎物。 

Syllipsimopodi bideni化石来自安大略皇家博物馆的无脊椎动物古生物学收藏。Christopher Whalen

Whalen说:“也许在非常早期,这两条较长的腕足是独立发育的结构,可以独立于其他八条进行修改。”“它们在那么早的阶段就已经独立了,这意味着它们在进化上更容易被缩减和丢失。” 

这种古老的vampyropod的身体狭窄且呈鱼雷状,也让人想起今天的乌贼。Syllipsimopodi bideni的另一个显著特征是存在gladius(剑鞘),这是头足类动物肌肉外套中的一种角质舌状板。gladius,以罗马剑命名,用作结构支撑,肌肉和鳍可以以此为杠杆在水中推进动物。Whalen说,今天的吸血鬼乌贼和真正的乌贼拥有完整的gladius,但这种结构在现存的章鱼中已退化为退化的“针骨”或小棒。 

[相关:章鱼在睡眠阶段之间转换时会改变颜色]

“就生活方式而言,这种化石一个非常有趣的地方是,就整体轮廓而言,就gladius的坚固程度而言,它表面上比章鱼更像乌贼,”他解释道。“所以这表明,章鱼最早的亲戚很可能表现得更像今天生活在海岸附近的现存乌贼。”

Whalen补充说,在石炭纪就发现一个完整的gladius,不仅为vampyropod的起源提供了新的视角,而且有可能改变研究人员对整个头足类动物分化的理解。他说,Syllipsimopodi bideni的年代意味着它生活在一些已知最早的鞘头类动物之中,这可能表明在该类群出现后不久就发生了非常迅速的分化。 

他还指出,这样的古生物学研究可以解释当今头足类动物的生存趋势。由于气候变化导致的水温升高,全球鱼类种群遭受重创,而头足类动物似乎却在蓬勃发展,原因尚不清楚。Whalen说:“头足类渔业是一个价值数十亿美元的产业。”“如果想知道随着气温持续升高,这个产业在不久的将来可能会如何变化,那就太好了。而理解一个系统如何变化的第一步,就是绘制进化关系图。” 

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Lauren J. Young Avatar

劳伦·J·杨

副编辑

Lauren J. Young 是《Popular Science》的副主编,负责报道健康不平等、环境正义、生物多样性、太空探索、历史和文化。在 2021 年加入 PopSci 之前,她是科学广播电台 Science Friday 的数字制作人和记者。


© .