纽约州北部的三叶虫化石揭示了“额外”的腿

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一项新研究发现，纽约州北部一种保存完好的三叶虫化石在头部下方有一对额外的足。这项研究由美国自然历史博物馆和中国南京大学牵头，表明三叶虫中第五对头部附属物的分布可能比以前想象的更为广泛。这项研究今天发表在《古生物学》杂志上，有助于研究人员更好地了解三叶虫头部是如何分段的。
三叶虫是一类已灭绝的节肢动物，其现存的近亲包括龙虾和蜘蛛。与其他节肢动物一样，三叶虫的身体由许多节段组成，头部区域由几个融合的节段组成。与三叶虫身体的其他部分（胸部和尾部）一样，这些节段与附肢有关，附肢的功能范围从感知到进食再到运动。
博物馆古生物学部主任兼馆长梅兰妮·霍普金斯说：“这些节肢动物的数量，以及它们与眼睛和腿等其他重要特征之间的关系，对于理解节肢动物之间的关系，以及它们是如何进化的，非常重要。”
可以用两种不同的方法计算三叶虫头部的节段：通过观察三叶虫化石坚硬外骨骼上侧的凹槽（称为沟纹），或通过计算化石下侧保存的触角和腿的对数。然而，三叶虫的软附肢很少被保存下来，当观察三叶虫头部的节段时，研究人员经常发现这两种方法不一致。
在这项新研究中，霍普金斯和南京大学的同事侯金波对最近从纽约州北部发现的保存完好的三叶虫 Triarthrus eatoni 标本进行了研究。这些化石以保存它们的黄铁矿替代层呈现金光而闻名，它们在头部下方显示出一条此前从未描述过的额外腿。
侯说：“这种奇妙的保存方式使我们能够直接从动物的腹侧观察数百个标本的三维附肢，就像通过抓住海滩上的鲎并将其倒置来观察它们的附肢一样。”
通过与另一种三叶虫物种（来自不列颠哥伦比亚省伯吉斯页岩的保存完好的 Olenoides serratus）进行比较，霍普金斯和侯提出了一个模型，说明附肢如何与外骨骼的凹槽一起附着在头部上。该模型解决了表面上的不匹配问题，并表明三叶虫头部包括六个节段：一个与眼睛发育起源相关的前节段和五个额外的节段，分别与一对触角和四对步足相关。
这项研究扩展了侯和霍普金斯对 Triarthrus eatoni 所做的分析，他们的分析表明，步足带有微米大小的呼吸结构（鳃），而步足上某些棘的功能是保持这些鳃的清洁。