三叶虫可能曾用头部“三叉戟”搏斗以赢得配偶

这些附肢可能是雄性竞争在动物界比我们想象的还要古老的证据。
Five fossil specimens including extinct trilobites.
伦敦自然历史博物馆的一个团队将现存甲虫的武器与 Walliserops 进行了比较,以评估它如何使用其三叉戟。Alan Gishlick

大约 2.5 亿年前,一些非常重要的节肢动物 灭绝了三叶虫 是一种与今天的蜘蛛和甲壳类动物相似的海洋动物,以其多样的身体设计而闻名。一种特别的三叶虫,称为 Walliserops,由于头部有一个扁平的三叉戟状附肢,它甚至可能让水行侠与之匹敌。

一项 于 1 月 16 日发表在《美国国家科学院院刊》 (PNAS) 上的研究发现,这些三叉戟可能被雄性用来争夺性支配地位的战斗。这些古代无脊椎动物可能比中世纪的运动 “枪挑”了数百万年

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这些附肢可能被用来互相戳探,然后试图钻到对手下方将其翻过来,这可能是性竞争和 性选择 最古老的证据。性选择是一种影响与繁殖相关的特征的进化过程。它同时影响生殖器等主要性征,以及影响繁殖的次要特征,例如鹿的角或雄孔雀的尾巴。

Walliserops 三叶虫三叉戟的用途在一段时间内一直难以捉摸,但研究人员现在认为它们被雄性用于战斗。学分:Artwork Madison Mullen 和图片 Alan Gishlick。

“非凡的泥盆纪三叶虫 Walliserops 的头上长着一个独特的大型三叉戟,其用途长期以来一直是个谜,”该研究的合著者、伦敦自然历史博物馆的科学助理 Richard Fortey 在一份 声明 中说。“我们现在认为它被用于雄性之间争夺统治地位的枪挑。有性驱动的竞争在动物界的演化比我们想象的要早数亿年。”

该研究还推测,它们可能具有性别二态性,即雌性和雄性在外观上存在差异,但还需要更多的证据。

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科学家们仍在研究性选择在进化树上可以追溯到多远。有人认为 Protoceratops 的褶边是 恐龙中这种过程的证据,但仍不足以排除这些特征的其他潜在作用。

解读已灭绝动物事件的一种方法是与现存物种进行比较。然而,当在化石中发现结构时,比较可能会出现问题,因为并不总是清楚现存物种的哪个特征可以用来进行比较。

自 2001 年 首次描述 Walliserops 以来,三叶虫三叉戟的作用一直难以理解。除了它们在性选择中的可能作用外,其他可能的用途还包括防御、挖掘或感知食物。

为了确定三叉戟可能用于性选择,研究小组使用了休斯顿自然科学博物馆的一件标本的证据。这件独特的 Walliserops 标本有四个尖端,而不是三个。这些尖端大小相似,没有受伤的迹象,可能是由基因突变引起的。

“比四齿三叉戟本身更重要的是,这件标本是完全成熟的。它能活到成年,这表明它与其他三叶虫不同的特征对其生存机会没有重大影响,”研究小组写道

第四个尖端的改变改变了三叉戟的整体形状,这表明该附肢可能不用于挖掘觅食。

研究小组将该标本与 犀牛甲虫 上的 striking 武器进行了比较。这些现存的甲虫有很大的角,可以长到身体的一半长,用于雄性在繁殖季节的战斗。他们发现三叉戟的形状最类似于用铲状武器试图推翻对手的甲虫。

甲虫自己翻身的所需时间(就像一名身穿重甲的骑士在被长矛击倒后试图爬起来一样)可以让获胜的雄性有更多的时间和机会与雌性交配。

“如果三叉戟是性选择特征,那么这些雌性可能没有三叉戟。在这种情况下,雌性可能无意中被归入了完全不同的物种组,但这将难以证明,”研究小组写道。如果这些三叉戟是性选择特征的例子,那么这些身体部位就加入了 越来越多的证据,表明至少一些三叶虫物种可能是性别二态的。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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