寒武纪起源的蛛形纲大脑：5.15亿年前的神经解剖学证据揭示蛛形类捕食者的演化根基

本研究通过解析中寒武纪Mollisonia symmetrica化石的神经组织痕迹，首次揭示了蛛形纲大脑的独特反向折叠结构（ce3-ce2-ce1排列）。研究人员采用光学显微成像技术重建了这种5.15亿年前生物的神经系统，发现其前脑结构与现存蜘蛛、蝎子的神经解剖特征高度吻合。该发现将蛛形纲的起源时间前推到寒武纪中期，为理解节肢动物最成功捕食者的神经演化提供了关键证据，论文发表于《Current Biology》。

　　

在生命演化的长河中，节肢动物以其惊人的多样性征服了地球各个角落，而其中蛛形纲动物（包括蜘蛛、蝎子等）堪称最成功的陆地捕食者之一。然而，这些八足猎手的神经系统的起源之谜始终困扰着演化生物学家。传统观点认为，现存蛛形纲独特的"反向折叠大脑"（即前脑三个域ce3-ce2-ce1的逆向排列）是其陆地适应后的特化特征，但这种神经架构究竟何时、如何演化形成，一直是未解之谜。

美国亚利桑那大学神经科学系（University of Arizona）的研究团队在《Current Biology》发表的研究打破了这一认知僵局。通过对哈佛大学比较动物学博物馆珍藏的中寒武纪化石Mollisonia symmetrica（约5.15亿年前）的精细分析，研究人员首次在化石记录中识别出与现存蛛形纲完全一致的神经解剖结构，将这类顶级捕食者的神经演化史向前推进了2亿年。

研究采用光学显微成像技术对化石的神经组织痕迹进行逐层扫描，通过高斯模糊算法重建神经节元分布模式，并结合现存蛛形纲的银染切片对比验证。系统发育分析整合了115个神经解剖特征，涵盖17个现生节肢动物和4个关键化石物种。

研究结果揭示：

1. 神经解剖特征：Mollisonia的神经系统显示出典型的蛛形纲特征，包括：（1）前脑三个域（prosocerebrum ce1, protocerebrum ce2, deutocerebrum ce3）呈反向排列；（2）视神经通路中初级与高级视觉中枢分离；（3）T1-T6体节神经节呈扇形辐射排列。这些特征与现存蜘蛛的神经架构高度吻合。

2. 脑域排列革命性发现：最关键的突破是发现Mollisonia的deutocerebrum（ce3）位于最前端，通过螯肢神经直接连接螯肢，这种"ce3-ce2-ce1"排列完全不同于其他节肢动物（如鲎类）的"ce1-ce2-ce3"线性排列模式。化石中清晰可见的背腹连合证实了这一独特架构。

3. 视觉系统特异性：与螯肢类（chelicerate）祖先不同，Mollisonia的视神经终止于远离外周视觉中心的脑区，这种"远程投射"模式是现存蛛形纲的典型特征。化石中第二眼接收区的痕迹暗示其可能已具备复眼结构。

4. 系统发育定位：基于神经特征的谱系分析将Mollisonia定位为蛛形纲的基干类群，而非传统认为的基干螯肢类。这一发现表明蛛形纲特有的神经架构在海洋时期就已形成，挑战了"陆地起源说"。

这项研究改写了我们对节肢动物神经演化的认知：（1）证实蛛形纲独特的反向大脑结构早在寒武纪就已形成；（2）揭示海洋环境可能是蛛形纲神经架构的"摇篮"；（3）为解释这类捕食者的演化成功提供了神经基础——前脑与体节神经节的复杂连接可能赋予其卓越的信息处理能力。Strausfeld等的工作不仅填补了"寒武纪神经革命"的关键空白，更开创了利用神经解剖特征解析灭绝类群演化地位的新范式。