近日《科学》杂志发表最新文章，首次揭示了寒武纪三叶虫化石的三维解剖细节：发现了三叶虫唇的结构，为解决长期以来的争议提供了关键证据；展现了三叶虫复杂的摄食和消化系统，为了解其生活方式提供了重要信息；证实了火山灰沉积物作为软体动物保存介质的巨大潜力，为寻找更多保存完好的化石提供了新思路。这一发现为研究节肢动物的起源和演化提供了重要线索，打开了一扇了解寒武纪生命演化的全新窗口。

三叶虫是已灭绝的海洋节肢动物，生活在 5.2 亿年前到 2.5 亿年前的古生代。它们是化石记录中最丰富的生物类群之一，对生物地层学和古地理学研究至关重要。研究三叶虫的解剖结构和演化，有助于我们了解早期节肢动物的演化历程，进而揭示地球生命演化的奥秘。

由于保存条件的限制，大多数三叶虫化石只保留了坚硬的外骨骼，而软体组织和附肢等结构则很少保存下来。这使得我们对三叶虫的解剖结构和生活方式的了解十分有限，许多关键特征的演化过程仍不清楚。

火山灰是一种细粒的火山碎屑物质，在某些情况下可以快速掩埋生物，阻止其腐烂分解。火山灰中含有的矿物质可以快速矿化生物组织，形成精细的化石，甚至保留软体组织的微观结构。

近日，科学家们在摩洛哥发现了一批保存完好的寒武纪三叶虫化石，这些化石被包裹在火山灰中，如同时间胶囊一般，将三叶虫的精细结构完整地保留了下来，甚至连附肢上的细小刚毛都清晰可见！这一惊人发现为我们揭开了寒武纪生命演化的神秘面纱，相关研究成果已发表在国际顶级学术期刊《Science》杂志上。

研究人员通过地质学和埋藏学分析推测，这些三叶虫是在火山喷发后，被突如其来的火山碎屑流快速掩埋而死的。火山灰形成的特殊环境，将三叶虫的软体组织和外骨骼以三维立体形态完整地保存下来，为我们提供了前所未有的细节。这就像寒武纪的‘时间胶囊’，将这些古老生物的‘原貌’展现得淋漓尽致。

借助高分辨率显微断层扫描技术，研究人员对两种三叶虫的解剖结构进行了详细研究，并取得了一系列突破性进展：

1）长期以来，科学家们一直在争论三叶虫下唇的结构，它究竟是唇还是包含唇的其他结构？此次发现的化石为我们解开了这一谜团。研究人员首次在三叶虫中发现了连接在下唇的软组织唇，这与现生节肢动物的唇非常相似，表明三叶虫的口部结构比我们想象的更为复杂。

2）通过对三叶虫附肢的精细研究，研究人员揭示了它们独特的进食方式。这些三叶虫的头部拥有一对鞭状触角和四对触角后头部附肢，这些附肢上长满了用于捕食和处理食物的刺和刚毛。此外，研究人员还在三叶虫的胸部发现了一系列连接在胸板上的双肢型附肢，这些附肢同样具有进食器官，表明它们可能是一种高效的捕食者。

3）长期以来，科学家们认为某些类型的三叶虫消化道中缺乏消化腺。然而，此次发现的一块保存完好的标本却颠覆了这一认知。研究人员在这块标本的嗉囊中发现了一对明显的消化腺，这表明三叶虫的消化系统比我们想象的更为复杂和高效。

这项研究不仅为我们提供了关于早期三叶虫解剖结构的全新认识，也为研究节肢动物的起源和演化提供了重要线索。此外，该研究还揭示了火山灰沉积物在海洋环境中作为软体动物保存介质的巨大潜力，为寻找更多保存完好的化石提供了新思路。

论文信息：ABDERRAZAK EL ALBANI et al., Rapid volcanic ash entombment reveals the 3D anatomy of Cambrian trilobites. SCIENCE 27 Jun 2024 Vol 384, Issue 6703 pp. 1429-1435 DOI: 10.1126/science.adl4540