神秘的“塔利怪物”原来没有脊椎

自近 70 年前发现以来，古生物学家一直在争论神秘的“塔利怪物”的血统。这种长六英寸、眼睛呈柄状的生物生活在 3 亿多年前，位于现在的伊利诺伊州的海域。它独特的解剖结构长期以来一直是研究人员的难题，很难确定它是脊椎动物还是无脊椎动物——这是分类的第一步。

脊椎动物是具有脊椎的动物，包括哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物和鱼类。无脊椎动物是没有脊椎的动物，包括昆虫、蛛形纲动物、甲壳类动物、软体动物、环节动物等。塔利怪兽（或Tullimonstrum gregarium ）是一种软体海洋动物，因此其化石遗骸没有显示出脊椎的明显证据。2016 年，研究人员声称已将一种浅色肠状结构鉴定为脊索，即原始脊椎，这表明它与脊椎动物有亲缘关系。

现在，东京大学的研究人员相信他们已经解开了Tullimonstrum gregarium谱系之谜，发现了指向无脊椎动物身份的特征。他们的研究结果于 2023 年 4 月 17 日发表在《古生物学》杂志上。

1955 年，业余收藏家弗朗西斯·塔利在伊利诺伊州马宗溪地层发现了第一批化石，该地层以石炭纪的宝藏而闻名。随后，他把这块不明“怪物”带到了菲尔德自然历史博物馆，让古生物学家们大惑不解，并引发了一场持续数十年的争论。它于 1966 年首次在一篇论文中被描述，并于 1989 年成为伊利诺伊州化石。

[相关：3.6 亿年前，一种形似鱼雷的鳄鱼脸鱼在河流中游动]

到目前为止，研究人员还无法确定这块化石是脊椎动物还是无脊椎动物，这是分类学鉴定的首要基础之一。无脊椎动物最早以软体生物的形式出现，如海绵、水母和蠕虫，距今超过 6 亿年。脊椎动物是在大约 5.4 亿年前的寒武纪生命大爆发期间进化而来的。争论的双方都有证据支持他们的观点，目前仍是一个开放的讨论。如果发现塔利怪物是脊椎动物，它将填补进化史上的空白，将无颌鱼（如七鳃鳗和盲鳗）与有颌鱼联系起来。

最近的发现却恰恰相反。东京大学的研究人员分析了来自马宗溪的 153 个塔利怪兽化石的 3D 成像。他们发现一些结构表明它是一种无脊椎脊索动物，就像文昌鱼一样，这是一种小型的鳗鱼状海洋无脊椎动物，进化于 5 亿年前。塔利怪兽也可能是一种经过彻底改造的原口动物，这是一种包括昆虫和甲壳类动物的动物演化支，它最早在 5.4 亿年前的寒武纪生命大爆发期间与脊椎动物一起进化。

“最重要的一点是，塔利怪兽的头部区域有分节，从身体延伸出去。这种特征在任何脊椎动物谱系中都未曾发现，这表明它与非脊椎动物有亲缘关系，”研究时就读于东京大学理学院的博士生、目前担任日本国立自然科学博物馆研究员的三上智之在一份新闻稿中说道。

研究人员发现，这些结构与无脊椎动物的结构一致，例如身体分节、垂直尾鳍和头部形状。他们还分析了被认为与脊椎动物相似的身体部位，例如三叶脑、顶盖软骨（支撑眼睛和视神经）和鳍条。他们发现，这些结构虽然相似，但与脊椎动物的结构无法相比。

[相关：三叠纪蠕虫化石可能填补两栖动物进化史的空白]

作者利用三维成像技术详细描述了塔利怪的喙和针头的形态——这是一种细长的针状结构，功能类似于牙齿。根据这项研究，这些结构与七鳃鳗和盲鳗的角质牙齿不一致，这两种脊椎动物被认为是远亲。

在 1969 年发表的一项关于这种独特动物的早期研究中，研究人员表示：“我们对有机世界多样性的认识是基于一个小样本，该样本几乎全部由具有可保存硬质部分的动物组成。”然而，塔利怪物几乎没有这样的部分——与水母和蠕虫不同，它们缺乏坚硬的骨骼结构，在变成化石时只会在沉积物中留下印记。研究我们掌握的有关古代软体生物的少量证据对于重建生命历史至关重要，因为地球上有相当数量的生物灭绝了，没有留下任何化石。

“需要进行越来越多的研究，从马宗溪化石中提取重要线索，以了解生命的进化史，”三上说。