化石神经系统指向蜘蛛及其亲属的海洋起源
展示了5亿多年前Mollisonia动物生活时的样子。图片来源：尼克·斯特劳斯菲尔德
（化石网cnfossil.com）据亚利桑那大学：一项对生活在5亿年前的一块保存完好的化石的新分析表明，蛛形纲动物——蜘蛛及其近亲——是在海洋中进化的，这挑战了人们普遍认为的蜘蛛多样化是在它们的共同祖先征服了陆地之后才发生的观点。
蜘蛛和蝎子已经存在了大约4亿年，几乎没有变化。与密切相关的节肢动物一起组成蛛形纲动物，它们作为最成功的节肢动物捕食者群体统治着地球。根据他们的化石记录，蛛形纲动物似乎只在陆地上生活和多样化。
在亚利桑那大学Nicholas Strausfeld领导并发表在《当代生物学》上的一项研究中，来自美国和英国的研究人员对一种名为Mollisonia symmetrica的已灭绝动物的大脑和中枢神经系统的化石特征进行了详细分析。
到目前为止，它被认为是生活在寒武纪（5.4亿至4.85亿年前）的特定节肢动物群螯蟹的祖先成员，其中包括今天马蹄蟹的祖先。
令他们惊讶的是，研究人员发现，Mollisonia化石大脑中的神经排列并不像马蹄蟹那样有组织，这是意料之中的，而是与现代蜘蛛及其亲属的组织方式相同。
美国大学神经科学系的Regents教授Strausfeld说：“蛛形纲动物首次出现的时间和地点，以及它们的祖先是哪种螯蟹，以及它们是海洋生物还是半水生生物，如马蹄蟹，仍然存在激烈的争论。”
Mollisonia在外观上类似于寒武纪中下部的其他一些早期龟类，因为它的身体由两部分组成：前部有一个宽阔的圆形“甲壳”和一个坚固的分节躯干，末端有一个宽大的尾巴状结构。
一些科学家将前面的甲壳和后面的分段躯干的组织称为类似于蝎子的身体结构。但没有人声称Mollisonia比基础螯蟹更奇特，甚至比马蹄蟹的祖先更原始。
先进的成像技术使研究小组能够识别Mollisonia标本化石遗骸中的关键解剖特征。图片来源：尼克·斯特劳斯菲尔德
Strausfeld和他的同事们发现，表明Mollisonia作为蛛形纲动物的地位的是它的大脑和神经系统化石。与蜘蛛和其他现代蛛形纲动物一样，Mollisonia身体的前部（称为prosoma）包含一个辐射状的节段神经节，控制着五对节段附肢的运动。
除了这些蛛形纲动物的特征外，Mollisonia还发现了一个不分段的大脑，将短神经延伸到一对钳子状的“爪子”，让人想起蜘蛛和其他蛛形纲生物的尖牙。
但证明蛛形纲动物身份的决定性特征是软体动物大脑的独特组织，这与当今甲壳类动物、昆虫和蜈蚣，甚至鲎属等马蹄蟹的前后排列相反。
他说：“就好像在寒武纪化石中看到的鲎型大脑，或者祖先和现在的甲壳类动物和昆虫的大脑，已经颠倒过来了，这就是我们在现代蜘蛛中看到的。”。
根据伦敦国王学院的合著者Frank Hirth的说法，后一项发现可能是一个关键的进化发展，因为对现有蜘蛛大脑的研究表明，这种前后排列提供了从神经元控制中心到协调蜘蛛（或其亲属）惊人动作的底层电路的捷径。
这种安排可能会赋予狩猎的隐秘性、追捕的快速性，以及蜘蛛在旋转网诱捕猎物方面的精湛技巧。
Hirth说：“这是进化的重要一步，似乎只有蛛形纲动物才能进化。”。“然而，在Mollisonia中，我们已经确定了与现存物种相对应的大脑结构域，通过这些结构域，我们可以预测所有节肢动物共同的潜在遗传组成。”
“蛛形纲动物的大脑不同于这个星球上的任何其他大脑，”Strausfeld补充道，“这表明它的组织与计算速度和运动动作的控制有关。”
对马蹄蟹（左）、Mollisnia化石（中）和现代蜘蛛（右）的大脑进行并排比较，揭示了这项研究的惊人发现：与马蹄蟹相比，Mollisnia的三个大脑区域（绿色、品红色和蓝色）的组织是颠倒的，而与现代蜘蛛的排列相似。图片来源：尼克·斯特劳斯菲尔德
Strausfeld说，第一批登陆陆地的生物可能是千足虫状节肢动物，也可能是一些祖先的昆虫状生物，甲壳类动物的一个进化分支。
他说：“我们可以想象，像软体动物一样的蛛形纲动物也适应了陆地生活，使早期的昆虫和千足虫成为它们的日常饮食。”他补充说，陆地上的第一批蛛形纲生物可能对一种关键防御机制的进化做出了贡献：昆虫的翅膀，从而飞行和逃跑。
斯特劳斯菲尔德说：“当你被蜘蛛追赶时，能飞会给你带来很大的优势。”。“然而，尽管它们可以在空中移动，但数以百万计的昆虫仍然被蜘蛛编织成精致的丝绸网。”
在这项研究中，Strausfeld在哈佛大学比较动物学博物馆（Mollisonia标本所在地）度过了一段时间，在不同的照明方向、光强度和偏振光以及放大倍数下拍摄了数十张照片。
为了排除Mollisonia的大脑和蜘蛛的大脑之间的一致性是平行进化的结果的可能性——换句话说，是巧合而不是由共同的谱系衍生出来的——合著者David Andrew是Strausfeld实验室的前研究生，现于宾夕法尼亚州利康明学院，他对已灭绝和现存节肢动物的115个神经元和相关解剖特征进行了统计分析。
研究结果将Mollisonia视为现代蛛形纲动物的姐妹群，进一步支持了Mollisonian的谱系产生了今天包括蜘蛛、蝎子、太阳蜘蛛、醋爪和鞭蝎等许多分支的观点。
不幸的是，其他类软体动物的保存方式无法对其神经系统进行详细分析。但作者认为，如果它们共享同一种独特的大脑，它们的后代可能已经建立了不同的陆地谱系，这些谱系今天解释了蛛形纲动物生命树的各个分支。
