最早的掠食者是如何捕猎的

　　

   

   

图片:加拿大奇眼鼠的运动学模型，完全伸展(上)到卷起(左下)，运动范围显示为灰色(右下)。

作者:拉塞尔·比克内尔

在动物进化的早期，复杂的生命大多局限于海底。但有一些生物进化出了在水中移动的能力，这使它们比那些留在泥里四处奔跑的生物具有很大的竞争优势。

加拿大奇虾被认为是最早的捕食动物之一，也是最早的游泳动物之一。但古生物学家仍在研究它到底是如何捕食的。一项新的研究将在周三举行的美国地质学会2021年连接年会上公布，其目的是确定这种动物究竟是如何使用它长长的、像蜘蛛一样的前肢捕食的。

拥有藤壶的嘴、墨鱼的游泳姿势、蜘蛛的前腿和巨型虾的整体感觉，50厘米长的加拿大蛙是寒武纪(5.42亿至4.85亿年前)进化测试工厂的典型代表。这种“奇怪的虾”是对这种动物的拉丁名字的粗略翻译，保存在伯吉斯页岩(Burgess Shale)，这是一个以罕见的软体生物保存而闻名的古生物遗址。独特的古代环境为今天的科学家提供了宝贵的见解，以了解早期动物，如A. canadensis，其柔软的身体部位很难保存。

“作为一种完整的动物，今天真的没有任何东西可以与之相提并论。然而，如果我们把它分成几个主要部分，我们就能找到有用的现代类似物，”澳大利亚新英格兰大学的进化古生物学家拉塞尔·比克内尔(Russell Bicknell)说。

在古生物学中，有一种长期存在的观点认为，在它那个时代发现的一些伤痕累累的、破碎的三叶虫外骨骼，可能是由a . canadensis造成的。但这种动物本质上是软体动物，这意味着它缺乏同时代的一些动物(如三叶虫)坚硬的外骨骼“盔甲”。这就提出了一个问题:“软而湿”的A. canadensis是否，以及如何捕猎带甲猎物。

在用3D和微ct扫描了鞭蛛和鞭蝎这两种前端附肢相对相似的现代动物之后，比克内尔和他的同事们使用了详细的3D建模来拉伸和收缩鞭蛛的前端附肢，这些“腿”被认为是用来抓取猎物的。他们可以依靠化石碎片的几何形状来做到这一点。

“在这个模型中，我按顺序移动每个部分，只有当有东西有效地刺穿身体的另一部分时，我才会停止。所以我们利用这些形状有效地限制了它的活动范围。”比克内尔说。一旦确定了它的活动范围，他们就把它比作现代蝎子和有类似附属物的蜘蛛。

比克内尔说:“通过对现代形态的最大延伸和最小滚动的比较，我们能够自信地证明，这些动物确实使用了它们的附肢来抓取东西。”

然而，仅仅建立一个运动范围是不够的;还有一个力量的问题。现在，比克内尔和他的同事们正在将肌肉应用到3D模型中，以了解在抓取时附属肢体的极限。通过使用这种生物力学方法，他们可以测试四肢是否有力量打破和粉碎外壳。经过这么多年，模型的结果将有助于确定a . canada是否可能是一种三叶虫捕食者。

对比克内尔来说，整个工作就是深入探索早期动物生活的奇妙世界。“Anomalocaris是寒武纪生命的缩影，那时的生命就像，‘我要把东西粘在一起，看看我们会得到什么。这就是我们制造掠食者的方法吗?’”他说。“这确实表明，生命在这个高度动态的地方，进化有效地试图产生动物，填补所有这些已经发展的生态位。”