2019-10-31 08:31
西德尼虫化石受访者提供
探秘发现
5亿年前的海洋底部，一只正在寻找猎物的西德尼虫打破了海底的静谧，它张牙舞爪地翻掘着海底的沉积物，看到蠕虫、甲壳类、硬壳类小动物，便用前端锐利的小爪子抓住迅速送入嘴中……
这只西德尼虫，正是来自前寒武纪的高级“捕猎杀手”。中国科学院南京地质古生物研究所赵方臣研究员与硕士研究生孙智新等，通过对华北寒武纪地层软躯体动物化石的不懈探索，在寒武纪中期馒头组中发现了珍稀节肢动物西德尼虫化石。西德尼虫是寒武纪最具代表性的节肢动物之一。相关成果已于近日发表在国际地学综合性期刊《地质学》杂志上。
首次在劳伦板块之外发现西德尼虫化石
1909年，美国古生物学家查尔斯·都利特·沃尔科特在布尔吉斯页岩考察时第一次发现西德尼虫并以其大儿子的名字“西德尼”来命名。此后在劳伦板块地区也曾多次发现该物种的零星碎片。
多年前，赵方臣研究员曾来到了西德尼虫的发现地——加拿大洛基山脉布尔吉斯山地区，对在该地区采集的岩层进行深入研究和分析，发现布尔吉斯化石岩层与我国华北地区寒武纪某些岩层特征相似。
那么，在我国华北地区是否也会有西德尼虫化石呢？
赵方臣及其研究团队推断，在此类岩层上可能存在布尔吉斯页岩型化石。随后，他们依据“顺藤摸瓜”的道理，幸运地在山东省临朐县的寒武纪地层中发现了特异保存的西德尼虫化石。
此次发现的化石保存非常完整，附肢等软躯体结构清晰可辨，其保存方式和化石形态学特征均与布尔吉斯页岩生物群中的西德尼虫模式种基本相同。
它体长10厘米左右，身体分为头、胸、腹三部分，具有分化的附肢，头部前端长有两根长长的触须，远看像只长了许多小脚的“小鱼”，但它却可能是布尔吉斯生物群中“凶猛”的掠食者。
赵方臣介绍，西德尼虫是寒武纪布尔吉斯页岩生物群中最具代表性的节肢动物之一。其是栖息在浅海海底的一种肉食性生物，前端由附肢特化出爪子等捕食器官，用于捕食硬壳猎物。处于食物链的顶端，曾被认为是布尔吉斯页岩生物群中的高级掠食者。它是布尔吉斯页岩生物群中最早被报道的节肢动物之一，而且体型较大，在布尔吉斯地区被发现数量较多，研究程度较高，一直以来其系统学与解剖学等相关研究都受到学界的广泛关注。
这一发现不仅代表了西德尼虫这一布尔吉斯页岩生物群的代表性动物在劳伦板块之外的首次发现，扩展了此类物种的空间分布，而且也是在华北板块上首次发现典型的寒武纪布尔吉斯页岩型化石。
有助解开寒武纪中期生态环境之谜
赵方臣告诉记者，这块西德尼虫化石，精美而完整，属于软躯体化石保存类型。软驱体化石保存是指生物体中消化道等软躯体结构，在经过快速矿化后被保存下来。但这种方式保存下来的概率很低，动物经过腐烂后通常只剩下生物的硬壳或骨骼。本次发现的西德尼虫肉体在很早就被矿化形成软躯体结构并被保存下来，为深入研究这类生物的形态、面貌等种种特征提供了“第一手资料”。
更重要的是，该研究揭示了华北地区典型的寒武纪布尔吉斯页岩型化石宝库的存在。我国大陆地区由华南（扬子地台和华夏古陆）、华北、塔里木等多个独立小板块拼合而成，这些板块在远古时期来自地球的不同位置。
近些年来，华南地区的寒武系中发现了一系列典型特异埋藏软躯体化石宝库，如澄江生物群、清江生物群、关山生物群、凯里生物群等。比较而言，华北的特异埋藏化石虽然已有发现，但仍然缺乏具有布尔吉斯页岩型保存质量的代表性化石。
西德尼虫代表了典型的布尔吉斯页岩型化石，它的发现预示着华北地区也拥有研究“寒武纪大爆发”生物和特异埋藏化石库的巨大潜力。且一直以来寒武纪中期全球特异化石库基本均发现在劳伦板块，华北板块寒武纪中期特异埋藏化石的进一步发现与研究将促进对这一时期全球生物面貌与演化的认识，具有非常重要的科学意义。
此外，华北地区西德尼虫的发现对解开当时的生态环境之谜具有关键作用。基于西德尼虫存在的沉积埋藏环境，研究其沉积学，可以了解到它当时生活的场景和生态环境。另一方面，西德尼虫处于食物链的顶层，通过研究当时其生物圈中的物质循环和能量流动，可以为研究生态学和生物学提供重要指示。
责编：李文瑶