乍一看,已灭绝的顶级掠食者怪诞虫(Anomalocaris canadensis)(A. canadensis)看起来像是一个可怕的对手。然而,对这种蜘蛛状、长约两英尺的海洋动物的“前肢”的新的生物化学研究表明,这些附肢的强度可能不如科学家最初设想的那么强。这项分析发表在7月4日《英国皇家学会学报B》杂志上,研究发现,A. canadensis可能很灵活、速度快,并在开阔水域追逐软体猎物,而不是捕食海底的硬壳生物。
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A. canadensis是生活在5.41亿至5.30亿年前寒武纪时期最大的动物之一。这个地球历史上的非凡时代,是大量无脊椎动物和最早的脊椎动物(鱼类)出现在化石记录中的时期。这个非凡的进化时期通常被称为寒武纪大爆发,因为它在寒武纪较冷的温度和构造变化中出现了如此多的新生命。
A. canadensis的拉丁语意为“来自加拿大的奇怪虾”,于1892年首次被发现。自那时以来,科学家们一直认为它是导致古生物学家在化石记录中发现的许多三叶虫被刻伤和压碎的外骨骼的罪魁祸首。
“这让我感到不安,因为三叶虫的外骨骼非常坚固,它们基本上是用岩石构成的,而这种动物大部分应该是柔软且粘滑的,”该研究的合著者、美国自然历史博物馆的无脊椎动物古生物学家Russell Bicknell在一份声明中说。
对A. canadensis的装甲环状口器的一些额外研究对其处理硬质食物的能力提出了质疑。这项新研究旨在探究这种捕食者的长前“腿”是否能代替口器完成这一任务。
研究团队首先根据在加拿大5.08亿年前的伯吉斯页岩中发现的压扁但保存完好的化石,构建了A. canadensis的三维重建模型。他们以现在的蝎子和蜘蛛作为比较,发现A. canadensis的节肢既能抓住猎物,又能伸展和弯曲。
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然后,他们使用了一种名为有限元分析的建模技术,来演示抓取行为的应力和应变点。研究人员发现,它的附肢在抓住三叶虫等硬质猎物时会受损。接着,利用计算流体力学技术,将捕食者的三维模型置于虚拟洋流中,以预测A. canadensis在寒武纪海域游泳时可能采用的身体姿势。
这些生物力学建模技术的结合,让A. canadensis焕然一新。它很可能是一种速度飞快的游泳者,用前肢伸展开来抓取,追捕水中的软体猎物。
“之前的看法是,这些动物会将伯吉斯页岩中的动物群视为一个自助餐,随意捕食它们想要的任何东西,但我们发现寒武纪食物网的动态可能比我们曾经认为的要复杂得多,”Bicknell说。