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缅甸琥珀研究为蜘蛛起源和演化提供关键证据

    近日,由中国科学院南京地质古生物研究所研究员王博和黄迪颖分别领衔的两个国际科研团队,分别独立研究了保存于1亿年前缅甸琥珀中的“怪物蜘蛛”——应氏奇美拉蛛(Chimerarachne yingi),为了解蜘蛛的起源和演化提供了关键证据。相关成果于2月6日以背靠背两篇论文的形式同时发表在英国《自然》(Nature)子刊《自然—生态学与进化》(Nature Ecology & Evolution)。

  蜘蛛是自然界中最常见的动物之一,属于节肢动物蛛形纲,是种类极其丰富的捕食性动物,在陆地生态系统中扮演重要角色。由于早期蜘蛛化石极其稀少,学界对蜘蛛的起源和早期演化历史知之甚少。

  此次发现的应氏奇美拉蛛标本来自于1亿年前白垩纪,长度均接近3毫米,分为前体(胸部)和后体(腹部),以一个狭窄的腰部(腹柄)相连;长有中眼和侧眼;腹部的腹甲和背甲都明显且完全分节;前后侧纺器都发育良好,外侧纺丝器每一节内侧均具有一个丝腺;步足也具有蜘蛛的显著特征,其上有若干大刚毛和细毛,末端为带齿的侧爪、中爪和突出的爪间突。 该标本的最特别处是具有一条细长的尾须,超过身体的1.5倍长,具有70多节,每一节都有一圈细长的刚毛。

  通过利用光学显微镜、激光共聚焦显微镜和高分辨率X射线断层成像系统对标本进行细致研究,科研人员建立了一新类群——应氏奇美拉蛛,并认为该化石最可能属于蜘蛛目的一类原始类群。   

  关于“怪物蜘蛛”的起源,其祖先可以追溯至在美国纽约的泥盆纪(距今约3.59-4.19亿年)地层中发现的碎片化石“Attercopus”,因为它们都具有蜘蛛特有的螯肢构造及长长的尾须,因此,有科学家为它们建立了蛛形纲的一个灭绝目:乌拉尔蛛目。 这些‘怪物蜘蛛’的发现弥补了蜘蛛演化的重要一幕,即乌拉尔蛛目和现代蜘蛛间的缺环,它们既有乌拉尔蛛目独特的细长尾须,又有和现代节板蛛几乎一样的多分节纺丝器和丝腺构造。

  通过琥珀中“怪物蜘蛛”精美构造细节的认识,科研人员对蛛形纲的系统发育进行了重新解读,认为蜘蛛目比蛛形纲的有鞭目(鞭蝎)、无鞭目(鞭蛛)、裂盾目等更为原始,并揭示了具有纺丝器和特化的须肢并非属于非常进步的特征,而原始蜘蛛的细长尾须逐渐退化,至今仍残留在节板蛛中,为一个短小的突起,称为臀板。

  该“怪物蜘蛛”化石呈现了蜘蛛基干类群的关键特征,为了解蜘蛛的外形、纺器和触肢器的进化过程,提供了关键证据。一直以来,学界认为蜘蛛起源的关键化石应该在石炭纪或者更古老的地层中发现,这些化石的出现对现有的蜘蛛定义提出了挑战和惊喜。奇美拉蛛是归蜘蛛目,还是作单独的目出现,还需要更多的化石和进一步研究,这也表明琥珀研究的科学重要性。

     相关研究得到中国科学院和国家自然科学基金委的资助。

     论文相关信息:

  1.Wang Bo*, Dunlop J.A., Selden P.A., Garwood R.J., Shear W.A , Müller P., Lei Xiaojie, 2018. Cretaceous arachnid Chimerarachne yingi gen. et sp. nov. illuminates spider origins. Nature Ecology & Evolution. doi: 10.1038/s41559-017-0449-3.  

  2. Huang, Diying*, Hormiga, G., Cai, Chenyang, Su, Yitong, Yin, Zongjun, Xia, Fangyuan, Giribet G.*, 2018. Origin of spiders and their spinning organs illuminated by mid-Cretaceous amber fossils. Nature Ecology & Evolution. doi: 10.1038/s41559-018-0475-9.  


应氏奇美拉蛛正模(定名标本)


应氏奇美拉蛛形态构造


黄迪颖团队对应氏奇美拉蛛的生态复原图

王博团队对应氏奇美拉蛛的生态复原图(杨定华绘制)

本文摘自:中国科学院南京地质古生物研究所官网

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