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千足虫(Millipedes,Diplopoda)化石研究存在中生代空白。为填补这一空白,研究人员对缅甸琥珀中的千足虫进行研究。他们发现新属种 Protosiphonorhinus patrickmuelleri gen. et sp. nov.,并重新分类一错误归类物种,否定了相关演化假说,对了解吸吻马陆科演化意义重大。
在神秘的地球生命演化长河中,千足虫(Millipedes,Diplopoda)作为最早完全陆地化的生物之一,见证了无数岁月变迁。它们在生态系统中扮演着至关重要的角色,是分解有机物、促进土壤形成的 “生态小卫士”。然而,千足虫的演化历程却充满谜团。古生代时期,千足虫化石较为丰富,但到了中生代,其化石记录却出现了令人费解的断层,仅有寥寥十余块化石被发现,这就像一本珍贵书籍缺失了关键章节,让科学家们对千足虫在中生代的演化轨迹感到困惑不已。
直到近年来,随着更多新生代多米尼加和波罗的海琥珀中千足虫化石的出现,以及缅甸琥珀研究的深入,这一领域才逐渐有了新的曙光。缅甸琥珀来自北部胡康河谷,形成于上白垩纪(98 ± 0.63 Ma),它就像一个时光宝盒,封存了大量远古生物,为科学家们打开了一扇窥探中生代生物多样性、生态和演化的窗户。
在这样的背景下,为了深入了解千足虫的演化历史,填补中生代化石记录的空白,研究人员开启了一场探索之旅。虽然文章中未提及具体研究机构,但他们专注于缅甸琥珀中千足虫化石的研究。通过一系列严谨的研究,他们取得了令人瞩目的成果,相关研究发表在《EVOLUTIONARY SYSTEMATICS》上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先是微计算机断层扫描(μ-CT),利用特定参数设置,如源电压 43 kV、源电流 200 μA 等,对化石进行扫描,再通过相关软件重建,实现对化石内部结构的详细可视化。同步辐射 CT(Synchrotone CT)也发挥了重要作用,在德国汉堡的 DESY 存储环 PETRA III 的 Beamline P05 进行测量,通过特定能量、距离和像素设置,结合 Matlab 和 Astra Toolbox 等进行重建。此外,还借助了光学显微镜观察以及多种图像处理软件对图像进行编辑和分析。
研究结果
- 新物种的发现与分类:研究人员发现了吸吻马陆科(Siphonorhinidae)的一个新属新种 ——Protosiphonorhinus patrickmuelleri gen. et sp. nov.。通过对化石的细致观察和分析,基于其头部形状、触角特征、体节结构等特点,确定将其归为吸吻马陆科。这一新物种体型较小(7 mm),体节较少(<40 节),与现存物种在多个特征上存在差异,如触角节的形状和比例、生殖肢(gonopods)的结构等。
- 对以往错误分类的纠正:之前有研究将缅甸琥珀中描述的两种吸吻马陆目(Siphonophorida)化石错误地归为吸吻马陆科。研究人员重新审视这些化石,发现其中名为 Siphonorhinus globosus 的化石,其头部短而明显的喙以及直的触角等特征,表明它实际上属于 Siphonophoridae 科,应重新分类为 Siphonophora globosa comb. nov.。而另一种 Siphonorhinus peculiaris 的分类也存在疑问,其特征并不支持将其归为 Siphonorhinus 属,它可能代表一个已灭绝的高度特化或干群谱系。
- 对吸吻马陆科多样性的新认识:研究发现吸吻马陆科在缅甸琥珀中并不罕见,除已描述的标本外,还有多个相关标本。这表明在白垩纪时期,吸吻马陆科的多样性可能比之前认为的更为丰富,且与现存代表物种在特征组合上存在明显差异。
研究结论与讨论
此次研究首次描述了吸吻马陆科的化石成员 Protosiphonorhinus patrickmuelleri gen. et sp. nov.,通过 3D 重建技术详细展示了其重要形态结构,为准确描述和分类提供了依据。研究结果否定了吸吻马陆科从中白垩世到现在演化缓慢(bradytely)的假说,这意味着吸吻马陆科在漫长的地质历史时期中经历了更为复杂的演化过程。
同时,研究还纠正了之前错误的分类,这不仅有助于建立更准确的分类体系,也为后续研究吸吻马陆科的演化和生物地理分布提供了更可靠的基础。此外,对缅甸琥珀中吸吻马陆科多样性的新认识,让我们对这一古老家族在中生代的生态和演化有了更深入的理解。未来,随着更多化石的发现和研究技术的进步,我们有望揭开千足虫演化历程中更多的神秘面纱,进一步完善对生物演化的认知。