節肢動物化石記錄中最大的鴻溝之一就是馬陸和蜈蚣的祖先長什麼樣，但現在這個鴻溝已經填補了。圖片：Katja Schulz/Wikimedia Commons
昆蟲，蜘蛛和馬陸構成了陸地上所有動物的大部分。今天，雖然其中許多人生活在水中，但他們的祖先曾經是水生生物。
倍足綱（Millipedes）：馬陸，又稱千足蟲、千腳蟲、馬、馬蚿、馬珿，為倍足綱節肢動物的通稱，陸生。大多數馬陸的活動速度都比蜈蚣慢。身體有多節，頭部有觸角，頭四節為頭胸部，餘下皆為腹部。生活在潮溼地方，大多以枯枝落葉為食。有時會啃食植物幼苗。現時本綱已描述的物種有約8000種，但估計只佔地球上所有倍足綱物種的十分之一。
一塊擁有4.11億年歷史的化石向我們展示了這些團體中的一員在水中度過的時光的樣子。
現代節肢動物的祖先是一個非常成功的群體，包括昆蟲、蜘蛛、千足蟲和螃蟹，起源於大約5.41億年前的寒武紀。
這些生物很小，完全水生，同時也生活在海洋和淡水中，同時大多數其他主要動物譜系也開始出現。但是這些早期的節肢動物在什麼時候開始分裂為我們今天看到的主要在土地生活群體？
節肢動物化石記錄中最大的空缺之一是蜈蚣（Centipedes）和千足蟲的起源，它們統稱為多足類（Myriapoda）。迄今為止，還沒有發現該譜系的水生形式。
研究人員在大約4.1億年前的萊尼燧石層（Rhynie Chert）中發現了新的化石，研究人員能夠對其中保存的一些微小節肢動物進行細緻的觀察。他們發現其中一些生物是水生多足動物。
博物館工作的古生物學家格雷格·埃吉科姆（Greg Edgecombe）博士專門研究節肢動物，他一直在與同事合作，他們將這些微小的動物描述為蜈蚣和千足蟲的早期親戚。
埃吉科姆說：「這是我幾十年來一直在努力的事情，這是節肢動物化石記錄中的重大漏洞之一。這是第一次看到這個漏洞中的動物長什麼樣。」
該描述現已在美國國家科學院院刊上發表。
化石節肢動物頭部的圖像，令人難以置信的口器細節展示了與蜈蚣和馬陸的相似之處。圖片：埃吉科姆等
陸地上的第一批動物
節肢動物是地球上最成功的動物群體，約佔目前活著的所有動物的80％。
它們是成功地從海洋過渡到陸地的少數動物之一，並且至少在大約4.2億年前就做到了。其他登上陸地的動物還包括羊膜動物。
通常，陸生節肢動物可分為三大類：六足動物（包括昆蟲），蜘蛛綱動物（蜘蛛及其親屬）和多足動物（蜈蚣和馬陸）。
這些節肢動物的登陸並非是單一事件，每個獨立的節肢動物群體都自行過渡到陸地。
水生多足動物的重建。圖片：埃吉科姆等。
埃吉科姆解釋說：「節肢動物發生了三大獨立的陸地化事件。由於土地是一個敵對的環境，所有這些動物都必須面對同樣的基本挑戰。」 每個群體都必須弄清楚如何防止脫水，如何支撐自己的身體和行走，如何排洩，尤其是如何呼吸。
我們知道第一個節肢動物出現在大約5.41億年前的寒武紀時期，因為它們的化石是在諸如伯吉斯頁巖（Burgess Shale）等沉積物中發現的，並且我們知道，到泥盆紀早期，它們已經在佔領陸地上了。
這些事件之間發生的事情並不確定。
第一個陸地生態系統
萊尼燧石層是在蘇格蘭阿伯丁發現的礦床。它保留了最早的陸地生態系統之一，其中包含最早在該土地上定殖的動植物。
當巖石形成時，該區域是一個由水池和泉水組成的系統，與今天在黃石國家公園中所見的情況沒有什麼不同。在這些水池中，淡水植物和動物蓬勃發展，在水池邊緣，他們開始探索周圍的土地。
埃吉科姆的同事克裡斯汀·斯特魯魯-德裡恩（Christine Strullu-Derrien）博士正是在這些巖石中發現了微小的節肢動物。通過使用創新的顯微鏡方法，克裡斯汀設法以驚人的細節為這些動物成像，顯示出它們嘴部的精細解剖結構。
埃吉科姆說：「這些小細節使我們能夠看到化石的頭部有一組器官，這些器官與現在活著的多足動物的嘴部區域中看到的器官相對應。」 這已經證實，它們很可能是所有活著的蜈蚣和馬陸的早期水生祖先。
有趣的是，這並不是在化石記錄中首次發現這些早期的多足動物。
這些生物的屍體被稱為euthycarcinoids，在從寒武紀到三疊紀的巖石中廣為人知，而它們的蹤跡則在古代的潮灘和沿海沙丘上被發現。只是這些化石不夠詳細，以前被誤認為是早期甲殼動物或蜘蛛綱的親屬。
現在，埃吉科姆和他的同事已經能夠證明這種解釋是錯誤的，並且他們實際上屬於節肢動物的完全不同的群體，並有助於彌補化石記錄中這一長期存在的空白。
這項工作還有助於說明現代技術的使用如何為舊樣品提供新的見解。
埃吉科姆說：「說實話，它們是非常美麗的化石。我們所能描述的這些動物的形狀比我想像的要多得多。