“庞贝三叶虫”：在火山灰中发现的保存完好的古代海洋生物化石

如果你曾经参观过自然历史博物馆的化石画廊，或者它的礼品店，你可能会看到一种被称为三叶虫的已灭绝动物的装甲身体残骸（或外骨骼）。这些古老的海洋节肢动物生活在5.21亿年至2.52亿年前的世界海洋中

我们对这些标志性无脊椎动物化石的多样性、生活方式和进化了解很多。已经命名了22000多种三叶虫

这主要是因为三叶虫外骨骼是由一种叫做方解石的矿物制成的，这种矿物很容易变成化石。然而，显示这些生物柔软身体部位的化石，如触角和行走的腿，要少得多。即使发现了这些特征，它们也可能被压扁所掩盖或部分被沉积物所掩盖

在今天发表在《科学》杂志上的一项新研究中，我们记录了一项保存在火山灰中的摩洛哥三叶虫的非凡发现，这是迄今为止发现的解剖学上最完整的例子。这些新标本不仅保存了触角和行走的腿，还保存了口腔结构，甚至整个消化系统的三维结构

新的三叶虫化石年龄为寒武纪（约5.09亿年前），以未变形的三维模具形式保存在精细的火山灰中，与公元79年维苏威火山爆发时埋葬在意大利庞贝的人体并无不同。

我们用X射线扫描标本，以高分辨率揭示和重建精美的解剖结构，一直到行走腿上最小的刚毛（不到十分之一毫米长）

似乎极不可能发现保存在火山灰中的化石，尤其是它们的软组织。但具有讽刺意味的是，正是火山喷发的剧烈性质有助于这种特殊的保存方式

爆炸性喷发，特别是一种被称为火山碎屑流的喷发，会产生高速的火山灰云，可以在很短的时间内覆盖包括海洋环境在内的广大地区。这样的事件会迅速掩埋这些生活在海岸线附近浅水区的三叶虫，火山灰会迅速将这些动物塑造并固定在适当的位置

这种埋葬几乎是瞬间的，因为我们还发现称为腕足类的微小滤食性动物附着在这些三叶虫身上，处于它们在生活中的位置，捕捉到了一种共生关系“瞬间冻结”

例如，新化石展示了一种复杂的进食装置。特别是，触角后面的第一对头部附属物拥有可以被描述为“多刺的勺子”，用于咀嚼和舀食物到嘴里。附着在这些“多刺的勺子”上的是天线状结构，可能起到了味觉受体或触摸传感器的作用

一个标本还揭示了整个消化系统，从开口开始，通向食道，然后食道延伸到一个扩大的J形胃，该胃与一个贯穿全身的长肠相连

还有一种叫做唇的结构，这是一种与口腔相关的肉质嘴唇，构成加工食物的口腔的一部分

有趣的是，长期以来人们一直假设三叶虫中存在唇，但从未在化石中观察到。这一发现现在有助于我们更好地了解节肢动物口器是如何在现存和灭绝的形态中进化的

这些化石为古生物学家提供了一个新的“搜索图像”，可以在新收集的三叶虫标本或已经放在博物馆抽屉里的标本中寻找这些解剖特征。但也许更重要的是，这一发现突显了火山灰矿床是异常保存化石的未充分开发的来源 More information: Abderrazak El Albani et al, Rapid volcanic ash entombment reveals the 3D anatomy of Cambrian trilobites, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adl4540

Journal information: Science