[转载] 塔利怪物,迄今最诡异的生物究竟是什么物种

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查看607 | 回复1 | 2020.2.14 13:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
迄今最诡异的生物究竟是什么物种?科学家伤透脑筋仍无定论

  自生命大爆发以来,多细胞动物展开了残酷的生存军备竞赛,毫不留情地厮杀征伐。加上两次大灭绝的淘汰筛选,有利的身体构造和生存模式不断强化,各个门类的特征也越来越鲜明。那些寒武纪初期涌现的稀奇古怪的物种,和它们所代表的五花八门的演化探索,很快就消失在底层的深处。
  当地球历史推进到石炭纪,天下已集,藻苔草木,虫鱼螈蜥,各归本位;无论体型如何庞大,结构如何特化,总能辨认出所属的门类纲目。然而,一个不合时宜的身影却偏偏出现在这个时代,它的样子像是把几种完全不相干的动物的器官强行糅合在一起。自从被发现以来,研究者们已经争论了60年,却仍然不知道它到底是什么鬼东西。

它就是大名鼎鼎的“塔利怪物(Tully Monster)”,学名Tullimonstrum gregarium


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        塔利怪物的复原图。这幅怪形怪相,放到寒武纪的众生图里毫无违和感,但它却出现在石炭纪的晚期。图片来源自网络。

  如果只是找到了几块残破的骨头碎片或者爬行痕迹也就罢了——资料不全嘛,巧妇也难为无米之炊不是?可已经出土的塔利怪物化石标本足足有上千块,而且保存相当精良,连肌肉内脏这些软体组织都清晰地印上去。人们手里有充足的材料,翻过来掉过去地研究了几十年,不断提出新的发现和假说,但就是确定不了它的分类。
  这就有点尴尬(其实并不)了。



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一些塔利怪物化石标本。上面清晰地留下了躯干组织的印记。黑色的横纹可能是体壁肌肉,身体两侧有类似鳃孔的开口,尾部有扁平延展的鳍状物。图片来源自[1],标尺长度 1厘米。

  塔利怪物长得并不大,体长大概10厘米左右。像其他水生动物一样,具有纺锤形的身体和扁平的鳍状皮膜。但是这个身体上的其他配件却是古怪至极。最怪异的要数它的嘴,或者口器。塔利怪物头部延伸出象鼻一样的长吻,吻的末端长着一张钳子状的嘴,钳口还长有锋利的细齿。


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a:塔利怪物长吻化石;b:塔利怪物的钳子状的口器,白色尖头标示齿状物,黑色箭头标示咽喉位置的某个不明器官的印痕。图片来源自[1],标尺长度: a,1厘米;b,5毫米。


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塔利怪物的嘴钳化石特写和齿的形态分析。它很可能用这张长嘴从海底淤泥中捕捉蠕虫为食。图片来源自[1],标尺长度 5毫米。

  塔利怪物的感官系统也很奇特,它的眼睛长在细长的眼柄末端,从头部向身体两侧探伸出去。两根眼柄在背部交汇,大脑似乎就位于眼柄交汇处的下方。



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塔利怪物的化石上,在两根对称的眼柄中央有特殊的膨大器官印痕,那可能是它们的大脑。图片来源自[1],标尺长度1厘米。


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钳嘴,长吻,柄眼,加上筒身,鳃孔和尾鳍,塔利怪物就这么拼凑成了。图片来源见水印。

  塔利怪物就这样突兀地出现,完全找不到它的演化线索;也没有任何动物看上去和它有什么联系。它的钳子状长嘴让人联想起寒武纪的欧巴宾海蝎(参见第六十一回 恐虾首霸),肌肉和鳃孔结构似乎和脊索动物类似,柔软的筒状身体和鳍状延展又有点像异足类的海螺。这货一身兼有节肢,脊索,软体三大动物门类中最怪异的物种的最古怪的特征。


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塔利怪物和古往今来各种有类似结构的动物的结构对比。A:塔利怪物;B:七鳃鳗;C:海鞘幼虫,文昌鱼,古虫动物;D:欧巴宾海蝎;E:异足类。


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现代异足类的翼体螺(Pterosoma planum)。这是一类浮游生活的腹足纲动物。如果现代海螺能长成这样,那塔利怪物为什么不能是一种软体动物呢?图片来源见水印。

  有研究者在2016年发表论文,认为塔利怪物其实是一种无颌类脊椎动物,和七鳃鳗是近亲。证据包括在鳃孔和牙齿的结构,以及在化石上发现的贯穿身体,疑似脊索的印痕[1],还有眼睛中的微小色素体[3]。


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把塔利怪物放入无颌类脊椎动物的演化谱系中(a)。并根据1200多块化石复原了这种动物的内部构造,包括脊索,脑,消化道,鳃腔和肌节(d)。

  不出意外地,反对声音立刻传来。另一些研究者几乎是逐条反驳了脊椎动物假说的论据[2](见下表)。看来,笼罩在这种小怪物身上的神秘面纱还远没有揭开,争论也还将继续。没办法,化石即无法检测DNA,也观察不到胚胎发育过程,想要单凭形态确定它的分类,着实是一件困难的事。

对比塔利怪物和其他同时代脊椎动物的一些典型特征,结论是天差地别,无法证明塔利怪物是一种脊索动物(译自[2]):


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 我们所聊以自慰的,是塔利怪物的发现地非常准确,绝无讹误,那就是位于美国伊利诺伊州的马荣溪化石群(Mazon Creek fossil beds)。这块宝地为全世界热爱古生物的人们贡献了不计其数保存完好的化石资料,它的地位几乎相当于澄江化石群和布尔吉斯页岩之于寒武纪,Fezouata动物群之于奥陶纪,赫里福德动物群之于志留纪,米瓜莎国家公园之于泥盆纪。马荣溪化石群包括布雷伍德动物群(Braidwood fauna)和埃塞克斯动物群(Essex fauna)。它们构成了一幅立体的画卷,全面而生动地展示了石炭纪陆地,淡水和海洋生态系统的小小一角。在后面的章回里,还会有许多在这里发现的生物陆续登场。就从塔利怪物,这个最没有石炭纪气质的家伙开始,进入我们的石炭纪之旅吧。

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马荣溪化石群的位置。图片来源自网络。


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马荣溪地区在石炭纪晚期的地形复原图。当时布雷伍德(右上黑框内)位于陆地河口,埃塞克斯(标记11)则是浅海,各自保存下了完全不同而又互有联系的化石类型。图片来源自[4]。


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埃塞克斯动物群化石全部是海洋生物,包括水母,海生蠕虫,双壳类,菊石,板足鲎和鱼类等。其中A和B就是塔利怪物,所以,我们至少知道它是生活在浅海。图片来源自[4]。


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布雷伍德动物群化石,包括昆虫,蛛形类,多足类等陆地和淡水生物。图片来源自[4]。

地球名片
化石地点:马荣溪化石群(Mazon Creek fossil beds)
地质年代:石炭纪晚期(约3亿年前)
地理位置:美国伊利诺伊州东北部马荣河流域
化石种类:植物约400种,动物超过320种
沉积条件:河口三角洲,浅海
化石特征:化石多以铁矿石结核形式保存,种类极其丰富;软体组织保存良好;陆地,淡水和海洋生物种类齐备
代表种类:塔利怪物,昆虫,甲壳类,蛛形类,七鳃鳗和盲鳗,鱼类,两栖动物,维管植物

参考文献:
[1] Victoria E. McCoy, Erin E. Saupe, James C. Lamsdell et al., The ‘Tully monster’ is a vertebrate. N AT U R E, 496 (2016), VO L 532, doi:10.1038/nature16992
[2] LAUREN SALLAN, SAM GILES, ROBERT S. SANSOM, et al., THE‘TULLY MONSTER’ IS NOT A VERTEBRATE: CHARACTERS, CONVERGENCE AND TAPHONOMY IN PALAEOZOIC PROBLEMATIC ANIMALS. Palaeontology, RAPID COMMUNICATION, 2017, pp. 1–9, doi: 10.1111/pala.12282
[3] CLEMENTS, T., DOLOCAN, A., MARTIN, P., PURNELL, et al., 2016, The eyes of Tullimonstrum reveal a vertebrate affinity. Nature, 532, 500–503
[4] Fernandes, Andrea S., A geobiological investigation of the Mazon Creek concretions of northeastern Illinois, mechanisms of formation and diagenesis. (2012). Electronic Thesis and Dissertation Repository. 398, http://ir.lib.uwo.ca/etd/398





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LOADREAM
admin | 2020.2.14 13:28 | 显示全部楼层
你听说过“塔利怪兽”吗?它也许是地球上有史以来最诡异的生物,有着奇怪的管状身体,眼睛长在一根细管两侧,牙齿则长在一条长而细的“鼻子”末端。 该生物生活在距今约3亿年前。自从58年前发现化石以来,科学家就深受其困扰。

科学家一直无法决定它属于哪一类生物。去年两支研究团队指出,它实际上是一种脊椎动物,类似于一种名叫八目鳗的鱼类。但一项最新研究称这一结论是错误的。塔利怪兽的归类问题再度成谜。

“该生物太过诡异,无法轻易归类。”该研究的主要作者、宾利法尼亚州立大学古生物学家萨兰教授(Professor Sallan)指出。“它的眼睛分处细管两端,长长的‘鼻子’末端还长着钳子,甚至连它哪一面朝上都有争议。但塔利怪兽绝不可能是一种鱼类。”

塔利怪兽的学名为“Tullimonstrum gregarium”。上世纪50年代,人们在伊利诺伊州中部的马荣溪(Mazon Creek)化石层首次发现了它的化石。从那之后,科学家还在该地区找到了数千份该物种化石样本。但半个世纪以来,科学家始终未能确定它究竟属于哪一类物种。

研究人员认为该远古生物属于软底海洋生物,曾生活在海岸边泥泞的海水中。它们体长约30厘米,身体由多部分组成,体型纤细。它的头顶长有一根横杆,眼睛分处横杆两侧。此外,它还长有尾鳍。

最奇怪的是,它还长了一根长长的“鼻子”,末端生有钳子,说明它或许能吃到藏在泥沙或岩缝中的食物。它的体内长有一根坚硬的软骨,又名脊索,与该生物的身体结构有关。“人们刚开始认为它是一种蠕虫,”萨兰教授指出,“有人言之凿凿地说它是软体动物,就像海参一样。还有人认为它类似龙虾,属于节肢动物。”

2016年,科学家相继发布了两项研究,均宣称有确凿证据说明塔利怪兽其实是一种脊椎动物。但萨兰教授和同事们认为这两项研究均存在缺陷,该生物的分类问题还无法板上钉钉。其中,第一项研究分析了1200多份塔利怪兽化石。在其中一些化石中,科学家发现该生物的中线上有一条浅浅的带状物,认为这是脊索,即脊柱的原始形态。

科学家还发现该生物体内拥有其它器官结构,如鰓囊等,说明它是一种脊椎动物。并且,该生物的牙齿与八目鳗很接近。但萨兰教授和同事认为,这些研究人员错误地理解了马荣溪化石的保存模式。塔利怪兽化石的发现地在远古时期曾是一片海洋。“在海底岩石中,你只能见到软组织,很少见到能保留下来的内部结构。”萨兰教授还指出,马荣溪地区也发现了一些八目鳗化石,但它们和塔利怪兽化石并不相像。

2016年的另一项研究称,塔利怪兽眼部的扫描电子显微镜图片显示,其眼部存在负责产生和储存黑色素的黑素体结构。论文作者认为,该生物眼部的复杂结构说明,它很可能是一种脊椎动物。但萨兰教授指出,除了脊椎动物之外,节肢动物和头足纲动物也有着复杂的眼部结构。“眼部经历了十多次重要进化,”萨兰教授说道,“不难想象塔利怪兽也能进化出类似脊椎动物的眼睛。”

萨兰教授和同事对塔利怪兽的眼睛展开分析后认为,该生物其实长了所谓的杯形眼,缺乏晶状体,眼部结构较为简单。“因此,如果该生物的确长了杯形眼,它就不可能是脊椎动物,因为脊椎动物要么眼部结构更为复杂,要么就退而求其次、让眼睛退化掉了。但杯形眼在其它生物身上很普遍,如原始脊索动物、软体动物和某些蠕虫等。”

萨兰教授在报告中指出,在他们检查的1000多份的塔利怪兽化石样本中,没有一份具有水生脊椎动物普遍拥有的身体结构。如帮助动物平衡身体的耳部结构耳囊(otic capsules),帮助鱼类定向的侧线系统(lateral line)等。

“我们本来认为,至少一部分塔利怪兽具备这些结构,”萨兰教授指出,“然而,它们不仅没有脊椎动物应有的身体结构,还长有一些绝不属于脊椎动物的器官。”

研究人员称,若对这种不同寻常的物种进行了错误归类,将使整个进化研究领域遭受不利影响。“这样的错误判断会妨碍我们理解脊椎动物的进化过程和某段时期内脊椎动物的多样化程度。”萨兰教授表示,“受到这样的异常值干扰,我们就更难确定生物针对生态系统做出了哪些改变了。”

当然,除了塔利怪兽之外,还有许多无法归类的生物化石。但如果要做出石破天惊的发现,就必须掌握确凿无疑的证据。

LOADREAM
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