自近70年前被发现以来，古生物学家一直在争论神秘的“塔利怪物”的谱系。这种长六英寸、眼睛带柄的生物生活在3亿多年前，存在于如今伊利诺伊州的海域。它独特的解剖结构长期以来一直让研究人员感到困惑，难以将其归类为脊椎动物或无脊椎动物——这是分类的第一步。
脊椎动物是有脊柱的动物，包括哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物和鱼类。无脊椎动物是没有脊柱的动物，包括昆虫、蛛形纲动物、甲壳类动物、软体动物、环节动物等。“塔利怪物”或Tullimonstrum gregarium是一种软体海洋动物，因此其化石残骸没有显示出明确的脊柱证据。2016年，研究人员声称发现了一个类似肠道的结构，是一个脊索，原始脊柱，表明其具有脊椎动物的亲缘关系。
现在，东京大学的研究人员认为他们已经解开了Tullimonstrum gregarium谱系的谜团，发现了指向其为无脊椎动物的特征。他们的研究结果于2023年4月17日发表在《古生物学》（Palaeontology）杂志上。
业余收藏家弗朗西斯·塔利于1955年在伊利诺伊州的马桑溪组（Mazon Creek formation）发现了第一批化石，这是一个以石炭纪宝藏而闻名的化石床。然后，他将他无法识别的“怪物”带到菲尔德自然史博物馆，在那里它让古生物学家们大惑不解，并引发了持续数十年的争论。它于1966年首次被描述在一篇论文中，并于1989年成为伊利诺伊州州化石。
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到目前为止，研究人员一直无法确定该化石是脊椎动物还是无脊椎动物，而这是分类学鉴定最基本的基础之一。无脊椎动物首先出现在6亿多年前，当时是以软体生物的形式出现的，如海绵、水母和蠕虫。脊椎动物则在约5.4亿年前的寒武纪大爆发期间进化而来。争论的双方都有证据支持，这仍然是一个开放的讨论。如果被证明是脊椎动物，那么“塔利怪物”将填补进化史上的一个空白，将无颌鱼（如七鳃鳗和盲鳗）与有颌鱼联系起来。
最近的研究表明情况恰恰相反。东京大学的研究人员分析了马桑溪组153块“塔利怪物”化石的3D图像。他们发现了指向其为无脊椎脊索动物的结构，例如文昌鱼，这是一种类似鳗鱼的小型海洋无脊椎动物，在5亿年前进化而来。“塔利怪物”也可能是一种经过彻底改造的原口动物，这是一个包含昆虫和甲壳类动物的动物进化支，它们在约5.4亿年前与脊椎动物一同在寒武纪大爆发期间进化而来。
“最重要的一点是，“塔利怪物”的头部区域具有从身体延伸出来的分节特征。这一特征在任何脊椎动物谱系中都未被发现，这表明其具有非脊椎动物的亲缘关系，”当时在东京大学理学院研究生院攻读博士学位、现为日本国立科学博物馆研究员的Tomoyuki Mikami在新闻稿中表示。
研究人员发现了与无脊椎动物一致的结构，如身体分节、垂直尾鳍和头部形状。他们还分析了被认为与脊椎动物相似的身体部位，如三叶脑、支持眼睛和视神经的眼睑软骨以及鳍条。他们发现，尽管这些结构相似，但与脊椎动物的结构无法相比。
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作者利用三维成像技术，深入描述了“塔利怪物”的吻部及其刺（thin, needle-like structures with a similar function as teeth）的形态。研究表明，这些结构与七鳃鳗和盲鳗（两种被认为是远亲的脊椎动物）的角质牙齿不符。
在1969年发表的对这种独特动物的早期研究之一中，研究人员指出：“我们对有机界多样性的认识是基于一小部分样本，这些样本几乎完全由具有可保存硬体部分的动物组成。” 然而，“塔利怪物”几乎没有这样的部分——这与水母和蠕虫不同，它们缺乏坚硬的骨骼结构，在被化石化时只留下沉积物上的印痕。研究古代软体生物留下的少量证据对于重建生命的历史至关重要，因为地球上大量的生物在没有留下任何化石的情况下就灭绝了。
“需要越来越多的研究来从马桑溪组化石中提取重要线索，以了解生命的进化历史，”Mikami说。
