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User:我是一隻北極熊/篩蝦屬

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北方篩蝦
化石时期:520–509 Ma
寒武紀第三期第四期[1][2]
篩蝦的頭部附肢復原圖
科学分类 编辑
界: 动物界 Animalia
门: 节肢动物门 Arthropoda
纲: 恐蝦綱 Dinocaridida
目: 放射齒目 Radiodonta
科: 篩蝦科 Tamisiocarididae
属: 篩蝦屬 Tamisiocaris
Daley & Peel, 2010
种:
北方篩蝦 T. borealis
二名法
Tamisiocaris borealis
Daley & Peel, 2010

北方篩蝦學名Tamisiocaris borealis),又稱筛状奇虾[3],是篩蝦屬學名Tamisiocaris)的唯一物種[1],屬於節肢動物門恐蝦綱放射齒目篩蝦科[1][4]它分布於寒武紀第三期格陵蘭海域[4][5][6],其化石亦出現在美國第四期的地層中。[6][2][7]篩蝦是首個認證的濾食性奇蝦[4][8],也是已知最早能游泳的大型濾食性動物。[8][9]其過濾方式、食性以及生態位与現今的鬚鯨、部分鯊魚鰩魚類似,也與同目的海神盔蝦屬帕凡特蝦屬相近。[4][10][11]

2010年,艾莉森·C·戴利(Allison C. Daley)和約翰·S·皮爾(John S. Peel)首次以單一的化石標本描述了篩蝦屬。[1]2014年,英國丹麥學者基於新出土的化石證實該屬有效[4],並將其劃入新命名的篩蝦科。[8]

發現與歷史

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溫瑟爾等人發現編號為MGUH 30500的前附肢化石照片[4][12]

2010年,艾莉森·C·戴利和約翰·S·皮爾描述他們在前一年發現的化石,編號為MGUH 29154[註 1],其產地在北格陵兰皮里地半島(Peary Land)J.P.科赫峽灣英语J.P. Koch Fjord(J.P. Koch Fjord)的布恩地層英语Buen Formation(Buen Formation),屬於西里斯帕斯特生物群英语Sirius Passet(Sirius Passet)的一員。[1][5][8][13]該化石保存狀況較差,僅殘留頭部的前附肢(frontal appendage),但其嚴重破碎,連接頭部的部分斷裂,且邊緣受損,因此測量出的數據可能不夠準確。[1][13][14]

2014年,耶魯大學雅各布·溫瑟爾(Jakob Vinther)等人在《自然》發表編號MGUH 30500~MGUH 30504的標本,首次發現該頭部骨片的存在,並對其進一步的研究。[4]

2019年,艾希特大學史蒂芬·帕茨(Stephen Pates)與戴利在美國國立自然史博物館的館藏中發現了編號USNM 90827/PA 388的標本。其來自金澤斯地層英语Kinzers Formation(Kinzers Formation)。原標本被鑑定為賓州奇蝦[註 2],但後續研究認為更可能是篩蝦近緣種(Tamisiocaris aff. borealis)的前附肢。[2]

命名

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Tamisiocaris合成詞,「tamisium」意為篩子,指篩蝦前附肢上纖細的刺,推測其功能為過濾食物;「caris」意為螃蟹,是恐蝦綱常用的學名字尾。種小名「borealis」意為北方,表明其分布地點比其他奇蝦更北,且該物種是第一種在格陵蘭發現的奇蝦。[1]相比之下,其他奇蝦化石主要分布在更南方的中國、美國或加拿大[15]

描述

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篩蝦的前附肢復原圖,黑色是節的分界線和節膜,前附肢是依照最少18的節計算
篩蝦的全身大小推測圖,灰色的部分是以奇蝦和開拓蝦屬的身形來做為篩蝦的身體型態

篩蝦與許多放射齒目的物種一樣,目前發現的化石只保存了頭部的前附肢和部分頭部骨片,尚未發現其他部位。[1][4]其全長未知[4],但魯迪·勒羅西-奧布里爾(Rudy Lerosey-Aubril)和史蒂芬·帕茨計算出前附肢與全身大小的比例,推測其全長大約34公分[16]

前附肢最長12公分,最少有18節。[4][9][17]各節間由三角形節膜(arthrodial membrane)隔開,節膜從前附肢的腹側延伸至背側,其占每節長度的33%至55%,使前附肢彎曲時更為靈活。第二節與第三節比其他節更加靈活,而第一節的長度超過後三節的總和。腹側的刺向外側分叉,外觀呈倒V形,稱作前附肢棘(endite,ventral spines)。[4]第一節的腹側另有一對粗壯且向後傾斜的刺[4][18],其餘17對刺則細長且從每節中間突出,每兩根棘相隔5至6毫米[4][9]。化石上的前附肢棘普遍斷裂,代表它們可能不柔軟。前附肢棘上還有更細小的刺,稱為前附肢輔棘(auxiliary spines)。篩蝦的前附肢輔棘比其他奇蝦更為細長。[4]長約4.2至5毫米,兩根相隔0.3至0.85毫米,外觀如羽毛。[4][19]前附肢背側光滑,僅在末端有一根向外的小刺。[1][18]

部分化石還保存了橢圓形的頭部骨片,其大小超過加拿大奇蝦的相同部位。[4]在美國發現的篩蝦近緣種化石僅保存了前附肢末端的9節,前附肢棘與篩蝦相似,但未觀察到前附肢輔棘和背側的刺。[2]

生態

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篩蝦的前附肢動作設想圖

篩蝦以大約身長0.3~0.85毫米的浮游生物為食[4][16][20],食性與抓捕獵物的游動捕食者(例如:加拿大奇蝦或是抱怪蟲科)不同。[21][22][20]篩蝦在寒武紀屬於很強勢的濾食性物種之一。[23]目前推測篩蝦可能用兩個前附肢在水中揮動並濾出大於篩孔的生物,再用口錐(放射齒目的專有口器)吸起困在前附肢輔棘裡的生物。在當時包括篩蝦等一大類自游生物的捕食者逐漸演化,填補了海洋一系列生態位。在現存物種中的藤壺磷蝦等同樣以浮游生物為食的甲殼類,都有細長的前附肢和柔軟的剛毛或是細毛,這些構造與篩蝦類似。其與現今的鯨鯊姥鯊和濾食性魚類或是櫛水母刺細胞動物毛颚动物和可能都是趨同演化[4]

過去的人們認為寒武紀晚期(從古丈期寒武紀第十期)才演化出多樣性的浮游生物和濾食性動物,浮游生物的食物鏈也逐漸演化出來。[24]但是篩蝦的發現打破了此理論,因为其生活在寒武紀早期(從幸運期寒武紀第四期[4][25],且理論發表後在其他化石產地也有陸續發現其他濾食性動物。[4]

篩蝦近緣種的化石上沒發現前附肢輔棘,代表其物種可能不以浮游生物為食,而是用前附肢過濾或刮取沉積物。或是其物種所濾食的食物顆粒大於篩蝦,因而將前附肢輔棘退化。[2]

篩蝦以體長約0.3至0.85毫米的浮游生物為食[4][16][20],其食性與抓捕獵物的游動捕食者(例如:加拿大奇蝦或是抱怪蟲科)不同。[21][22][20]篩蝦在寒武紀屬於強勢的濾食性物種之一。[23]目前推測篩蝦可能利用兩個前附肢在水中揮動,濾出大於篩孔的浮游生物,並用口錐(一種放射齒目的特殊口器)吸食被困於前附肢輔棘中的獵物。在寒武紀時期,包括篩蝦在內的一類自游生物逐漸演化,填補了海洋中的濾食性生態位。現存的濾食性物種如藤壺磷蝦甲殼類,亦有細長的前附肢及柔軟的剛毛或細毛,這些結構與篩蝦類似。此外,篩蝦的濾食機制與現今的鯨鯊姥鯊和濾食性魚類或是櫛水母刺細胞動物毛颚动物等其他生物也都屬於趨同演化的例子。[4]

過去認為寒武紀晚期(從古丈期寒武紀第十期)才演化出多樣的浮游生物與濾食性動物,浮游生物的食物鏈也逐漸完善。[24]然而,篩蝦的發現顛覆了這一理論,因為篩蝦生存於寒武紀早期(從幸運期寒武紀第四期[4][25]。此後,在其他化石產地也相繼發現了其他濾食性動物,進一步支持了寒武紀早期已存在濾食性生態位的觀點。[4]

篩蝦近緣種的化石中未見前附肢輔棘,可能表明其食性與篩蝦有所不同。推測這些物種可能通過前附肢過濾或刮取沉積物為食,或以更大獵物為食,導致前附肢輔棘退化。[2]

麥考爾於2023年提出部分的系統發生樹[22]
放射齒目 Radiodonta

篩蝦屬 Tamisiocaris

篩蝦科 Tamisiocarididae

北方篩蝦篩蝦近緣種 Tamisiocaris aff. borealis

針鼴蝦屬 Echidnacaris

關山的篩蝦科物種 Guanshan Tamisiocaridid

奇蝦科 Anomalocarididae

赫德蝦科 Hurdiidae/Peytoiidae

分類

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針鼴蝦與篩蝦的前附肢比較圖,比例不按實際尺寸繪製

戴利與皮爾最初對篩蝦的分類尚不清楚。由於當時尚未發現濾食性的奇蝦或生活於格陵蘭的奇蝦,再加上僅有一塊破碎且不完整的前附肢化石,他們僅能初步認定為「可能是奇蝦的一種」(possible anomalocaridid)。[1][13]

2014年,溫瑟爾等人比較篩蝦與布氏奇蝦(Anomalocaris briggsi)的前附肢特徵,發現多處顯著相似點[26],例如:前附肢棘向後彎曲及前附肢輔棘分布密集[4][18]。這些特徵證明篩蝦與布氏奇蝦屬於一個單系演化支[9][16][27]溫瑟爾等人將這一演化支命名為鯨蝦科(Cetiocaridae)[註 3],並確認其與赫德蝦科姊妹群[4]此後,其他學者提出的系統發生樹也支持篩蝦科與赫德蝦科的關係。[10][29][30]

2021年,吳雨將帚刺奇蝦(Anomalocaris saron)與寬基奇蝦(Anomalocaris magnabasis)重新歸類至侯氏蝦屬[31][註 4],這兩者曾屬於奇蝦屬(Anomalocaris)。2023年,吳雨建立了針鼴蝦屬,並將布氏奇蝦歸入其中。[33]至此,帚刺奇蝦、寬基奇蝦與布氏奇蝦均被重新歸類為篩蝦科的新屬。[31][33]

注释

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  1. ^ MGUH是哥本哈根地質博物館大學英语University of Copenhagen Geological Museum(University of Copenhagen Geological Museum)的簡寫。
  2. ^ 賓州奇蝦(Anomalocaris pennsylvanica)原本被歸類在奇蝦屬,現在重新歸類為光滑蝦屬Lenisicaris)而改名賓州光滑蝦(Lenisicaris pennsylvanica)。[2]
  3. ^ 名字是cetus(鯨魚)和caris(螃蟹)合成而成[28],但是彼得·范-羅伊(Van Roy, Peter)等人透過國際動物命名規約第29.1和29.3條,認定此名無效,因為科的名字是由模式屬來命名。直到2019年史蒂芬·帕茨和艾莉森·C·戴利兩人重新發表並更名為篩蝦科(Tamisiocarididae)。[2]
  4. ^ 現今關於巨基侯氏蝦(Houcaris magnabasis)的分類也有爭議,有學者將其重新歸類為奇蝦屬。[32]

参考资料

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