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黃迪穎團隊研究的應氏奇美拉蛛生態復原圖
■本報記者 張文靜
說起蜘蛛，大家肯定不會陌生。蜘蛛屬於節肢動物蛛形綱，是自然界中最常見的動物之一。據統計，現今全世界的蜘蛛加起來有478個鐵達尼號巨輪那麼重，每年大約要吃掉4億～8億噸獵物，超過全世界人口總重。很多種類的蜘蛛是陸地生態系統中最豐富的捕食性天敵，在維持農林生態系統穩定中發揮著重要的作用。
對於現代蜘蛛的樣子，我們非常熟悉，可是在1億多年前，蜘蛛長什麼樣呢？它們跟現代蜘蛛有何不同？這種不同又能揭示出蜘蛛怎樣的演化奧秘？今年2月，中科院南京地質古生物研究所研究員王博和黃迪穎分別領銜的兩個國際科研團隊，在同一期的英國《自然》子刊《自然—生態學與進化》上「背對背」發表兩篇論文，報導了各自在緬甸琥珀中發現的1億年前的神秘「長尾巴蜘蛛」——應氏奇美拉蛛。這種蜘蛛長得還真跟現代蜘蛛不太一樣。
這些蜘蛛有點怪
面對著四塊1億歲「高齡」的緬甸琥珀化石，研究人員小心翼翼地用光學顯微鏡、雷射共聚焦顯微鏡以及高解析度的CT進行三維立體呈現等方式，仔細地觀察著。在顯微鏡下，金黃色琥珀中幾隻小動物的形態逐漸清晰而生動起來。
這些小東西體長只有兩三毫米，身體分為頭胸部和腹部，頭胸部長有6隻眼，還有8條步足。像是蜘蛛，但不能斷定。因為這些雖然是蜘蛛的顯著特徵，可並不是其獨有的，蠍子等其他一些蛛形綱動物也有。直到觀察到其腹部發育良好的紡器，研究人員才最終認定，這些確實是來自遠古的蜘蛛。「認定一個生物是不是蜘蛛，一個最重要的特徵便是有產生蜘蛛絲的腺體。」黃迪穎解釋說。
接下來的發現讓研究人員更加吃驚和興奮，這些蜘蛛竟然長有一條細長的尾須，長度能達到其身體的1.5倍以上，尾須分為70多節，每一節都有一圈細長的剛毛。
要知道，現生蜘蛛是沒有長尾巴的，僅在少部分蜘蛛中，還殘留著一個短小的突起，被稱為臀板。但在兩三億年前，蜘蛛還是長著尾巴的。
此前，在距今3億多年的美國紐約的泥盆紀地層中，研究者就曾發現有碎片化石，它們具有蜘蛛特有的螯肢構造及長長的尾須。在約2.7億年前的俄羅斯的二疊紀地層中，研究者又發現了一塊相對完整的化石，可以看到在它的屁股後面拖著一條長長的尾巴。因此，有科學家為其建立了蛛形綱的一個滅絕目——烏拉爾蛛目。
此後，研究人員就再也沒有發現過長尾巴蜘蛛的化石，直到這幾塊琥珀的出現。
「它們的尾巴上面有很多毛，可能是感覺毛。另外，尾巴是筆直的，不能隨意擺動，也沒有毒腺。因此可能屬於感知器官，用於感知後部的環境和氣味等。」王博介紹說。
從琥珀中保留的蜘蛛形態特徵，研究人員可以推測出1億年前這些蜘蛛的生活圖景——在茂密的叢林中，在樹根下、泥土中，蜘蛛隱藏在小小的盤絲洞裡，洞口周圍布滿了它們吐出的絲，一有小蟲粘上來，它們就會迅速伸出螯肢將其變成腹中美味，如果有敵人來襲，它的尾巴就會感覺到，以便逃生。雌性蜘蛛一般躲在洞裡，雄性蜘蛛則在外面遊走。「這也是我們現在發現的雄性個體比雌性個體數量多的原因，這與以往我們發現的蜘蛛化石的雌雄數量情況正相反。」黃迪穎說。
尾巴為何如此重要
此次發現的琥珀蜘蛛具有紡器，坐實了其蜘蛛的身份。而琥珀內完好保存的長尾巴，足以證明它的古老，畢竟，尾巴是現生蜘蛛所沒有的特徵。
由於這些蜘蛛反映出了新物種所具有的多類蛛形綱生物特徵混合在一起的特點，它們被命名為「應氏奇美拉蛛」。其中的奇美拉，是古希臘神話中獅頭、羊身、蛇尾的一種怪物，種名應氏則來源於標本提供者的姓氏。
應氏奇美拉蛛所體現的多類蛛形綱生物特徵，尤其是它的長尾巴，為何讓研究人員如此興奮？一條細細的尾巴真有這麼重要？這還要從蛛形綱最初的演化開始說起。
蛛形綱的祖先是外形類似蠍子或者鱟那樣的海洋動物，它們大約在奧陶紀（約4.5億年前）到志留紀（4.2億年前）登上陸地，然後很快分化成許多不同的類群。要弄清楚這些類群間的親緣關係並不是一件容易的事，由於化石證據的殘缺，它們的演化歷史也是疑點重重。
在所有這些類群中，烏拉爾蛛被認為是與現代蜘蛛親緣關係最近的。除了外形相似之外，它們還都長有絲管，可以產生蛛絲，編制蛛網。然而，兩者之間也有著顯著的區別。「現代蜘蛛有著長長的紡器，紡器上每一節都有一個紡絲的腺體；烏拉爾蛛的紡絲腺體則是不規則地排列在身體後端的，也沒有分節的紡器。」黃迪穎說。
作為最近的「親戚」，烏拉爾蛛顯然對研究現代蜘蛛的起源意義重大。但這類動物早已滅絕，而且化石異常稀少。在應氏奇美拉蛛被發現之前，人們只在美國和俄羅斯找到了兩種烏拉爾蛛化石，其中有的化石保存情況還非常糟糕。
而此次發現的琥珀中的應氏奇美拉蛛，保存情況近乎完美，為研究者提供了許多寶貴的細節。研究人員發現，它們既有烏拉爾蛛獨特的細長尾須，又有和現代蜘蛛幾乎一樣的多分節紡器和絲腺構造。「這不僅將長尾巴蜘蛛的滅絕時間從大約2.5億年前推遲到1億多年前。更重要的是，這表明它是介於遠古蜘蛛和現生蜘蛛中的過渡環節，彌補了蜘蛛演化過程中的重要一環，能夠為解開蜘蛛起源和演化之謎提供關鍵證據。」黃迪穎說。但他同時也強調，奇美拉蛛是歸蜘蛛目，還是作為單獨的目出現，還需要更多的化石和進一步研究。
更多秘密有待解開
至於蜘蛛的尾巴為何逐漸消失了，目前研究人員還只能推測。「也許是因為後來的蜘蛛織網能力更加強大了。應式奇美拉蛛應該是沒有複雜織網能力的，它可能就是在地上刨個洞，在洞口周圍織不規則的網。隨著蜘蛛的進化，織網能力越來越強，如果在網上行動，帶尾巴反而起到了阻礙作用。同時，它的生存環境也在發生變化。我們推測長尾巴是感知器官，感知周圍的獵物、捕食者等情況。隨著蜘蛛織網能力的加強，它可以通過所織的網來感知周圍的情況，所以漸漸也就不需要這麼長的尾巴了。」王博說。
蜘蛛的化石向來難保存，只有特異埋藏的化石點才能保存蜘蛛的身體和細節特徵，比如我國侏羅紀中期的道虎溝生物群。「蜘蛛比較難在巖石中保存下來，因為蜘蛛主要生活在樹林、土壤裡，衝到湖中被埋藏在化石裡的概率比較小。另外，蜘蛛個體小，身體比較柔軟，相對來說這個物種保存在化石中更難一些。」王博介紹說。此次的琥珀可以完好地保存蜘蛛，無疑也給蜘蛛研究探索了一條新途徑。但王博表示，雖然琥珀不少，但其大量出現是在1億多年前，更古老的琥珀很少，蜘蛛琥珀就更少了。
目前，研究人員手中帶有蜘蛛的琥珀一共有5枚，其中4枚中的蜘蛛是雄性的。黃迪穎表示，團隊成員正在加緊對僅有的一個雌性個體進行研究，希望能揭示出蜘蛛的更多奧秘。
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王博團隊研究的應氏奇美拉蛛復原圖
《中國科學報》 (2018-03-02 第4版 自然)