前沿 地学

把一只完整的蜗牛装进琥珀,总共需要几步?

Yuki小柒 发表于  2018-10-12 19:56

|· 本文来自“我是科学家”·|

一只生物如何才能用最简单的方法实现“永生”?其中一种是变成文字被载入史册,另一种大概就是被岩层或琥珀“封印”,变成化石穿越时光。

虽然都是“封印”,待遇却也不同。岩层中的化石往往只能给后世留下皮肉尽失、残缺不全,甚至七零八落的骸骨。琥珀却能够保留生物的皮肤、软组织、羽毛等丰富的细节,让生物得以“容颜永驻”。

琥珀里毛茸茸的恐龙(尾巴)及其复原图。图片来源:左:Royal Saskatchewan Museum (RSM/ R.C. McKellar);右:Cheung Chung-tat

晶莹剔透的琥珀化石们,记载了其他类型化石不能提供的地球远古生物珍贵“史料”,因而也成为古生物学家的掌中宝。

被琥珀选中的小蜗

就在今天,2018年10月12日,由中国地质大学(北京)邢立达副教授领衔,中、英、澳、加等国的古生物学家合作研究并报道了世界首例保存最完好、年代最古老的白垩纪蜗牛琥珀。该研究成果发表在《白垩纪研究》(Cretaceous Research)上[1]

这枚琥珀是邢立达团队于2016年偶然在一个收藏家(刘岩)那里发现的。琥珀中包裹着两只蜗牛,其中一只保存着成对的触角、残留的眼睛、厣、足部以及其他一些组织。

封印在琥珀中的两只蜗牛。下边那只就是今天的主角了。图片来源:参考文献[1]

蜗牛琥珀比之其他昆虫琥珀本就较为少见,像这样历经近亿年,又保留着包括触角在内的大量组织细节的蜗牛琥珀,可以说是非常罕有了。

还原“珀害”现场

要知道,不是随便什么生物都能够享受到这种琥珀全身封印的待遇。

首先,它得生活在能遇到树脂的地方——比如这次发现的小蜗牛,就生活在现今著名的缅甸北部克钦邦胡冈谷地琥珀产区,因此有机会变成树脂中的“幸运儿”;其次,它的体型需要足够小,小到能被琥珀完整的包裹进去,才能留下全身(长颈鹿看来是不行了),所以,装下这些身材不足1厘米的小蜗牛还是绰绰有余的。

不过,即便是被封印在琥珀里,也不是所有的蜗牛都能像这次发现的这只一样完完整整留存至今。此前,科学家们找到的蜗牛琥珀要么只保留了一小部分组织,要么只留下一具空壳,类似触角和眼睛这样的细节是极少见到的。

从这块罕见的蜗牛琥珀中能够清晰的看到包括触角(红圈标记)在内的大量软组织细节。图片来源:参考文献[1]

为什么呢?有过捕捉(或饲养)蜗牛经历的人,或许此刻心中已经有了答案——作为一种伸缩自如的软体动物,蜗牛在遇到外界刺激或威胁时,会把自己柔软的身体收回壳中,作为自我防御的手段。

对于蜗牛来说,应对从天而降的树脂也会做出同样的反应。

那么,这只幸运(不幸)的小蜗牛是如何被琥珀完美封存的呢?没点“绝活儿”可能真的还做不到。

这里,我们专门找来“群众演员”——一只肥硕的白玉蜗牛来做个示范。

蜗牛演员——凤凰员工坨坨的爱宠“傅文佩”。拍摄:Yuki小柒

可以看出,蜗牛的触角部分尤为柔嫩而敏感,在遇到惊扰时会迅速收缩。这是因为蜗牛触角上的感受器受到外来刺激的时候,反射弧让平滑肌收缩,使触角缩回身体,类似“非条件反射”。

我们又测试了一下蜗牛身体其他部位的反应——相比之下,尾部的收缩速度就要迟钝得多了。

所以,如果琥珀滴落到蜗牛头部,蜗牛瞬间受到惊吓,必然会缩回壳里。也许,把最敏感的触角部分留到最后包埋,会是个不错的选择?

树脂以不同方式包埋蜗牛的示意图。制图:Yuki小柒

对于这只稀有琥珀蜗牛的形成过程,邢立达进行了详细的推测——

  1. 蜗牛伸出触角正在爬行
     
  2. 溢出的树脂首先包裹住蜗牛的壳体,阻止蜗牛的柔软部分缩回
     
  3. 蜗牛试图从树脂中挣脱出来,开始伸展足部,反而越陷越深 
     
  4. 足部和触角随后被继续溢出的树脂吞噬
     
  5. 蜗牛体内的气体和液体随后挤出到树脂里,形成了泡泡,部分挡住了它的头部和足部
     
  6. 经过沧海桑田,树脂裹着蜗牛最终变成琥珀

历经沧海桑田的琥珀小蜗重现于世。图片来源:参考文献[1]

看来,这滴“技艺高超”的树脂,确实已经掌握了完整包埋蜗牛的终极奥义。

穿越亿年,只为“看你一眼”

那么,被琥珀从遥远的白垩纪“传送”而来的蜗牛宝宝,究竟是何来头呢?接下来,就该给送它进显微CT仪去验明正身了——

琥珀蜗牛的显微CT结构以及描线图(从上往下依次为背视、侧视、俯视图)。图片来源:参考文献[1]

经过对这只蜗牛琥珀标本进行了仔细的观察和分析后,研究团队发现它的壳体形状、生长线、螺层数、有厣等一系列特征与山蜗牛超科(Cyclophoroidea)的形态学特征一致。因此,他们初步确定这只蜗牛属于这个超科的早期成员,有可能归属于这个超科中的山蜗牛科或其他类群。不过由于这只蜗牛属于幼年个体,给鉴定带来一定困难,它也有可能属于和山蜗牛科有着相似形态的其他物种。

山蜗牛超科的家族成员可以说历史悠久、分布广泛,最早可追溯到欧洲侏罗纪晚期,它们的亲戚在今天也很常见。

分布在亚洲地区的一部分山蜗牛超科家族成员(标本),图片来源:参考文献[2]

这个家族的蜗牛们有一些比较明显的特征:比如身体上长着一个厣(壳盖)用来“封口”;头部只有一对触角,用来感知周围的环境变化以及探路;另外,它们眼睛长在触角的基部,这与有两对触角的蜗牛(眼睛位于大触角的顶端)有明显差别。

两对触角的蜗牛眼睛位于大触角顶端,而一对触角的蜗牛眼睛在触角基部。图片来源:Wikimedia Commons(左);Zoologische Mededelingen(右)

琥珀蜗牛眼部细节。图片来源:参考文献[1]

为了“看你一眼”,这只小蜗穿越了近一亿年。所以,你找到它的眼睛在哪儿了吗?(编辑:小米)

参考文献:

  1. Lida Xing, Andrew J. Ross, Jeffrey D. Stilwell, Jun Fang, Ryan C. McKellar. Juvenile snail with preserved soft tissue in mid-Cretaceous amber from Myanmar suggests a cyclophoroidean (Gastropoda) ancestry. Cretaceous Research. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2018.09.013. 
  2. Barna Páll-Gergely. Revision of the Alycaeidae of China, Laos and Vietnam (Gastropoda: Cyclophoroidea) I: The genera Dicharax and Metalycaeus. 2014

热门评论

  • 2018-10-15 19:57 神秘进化记录

    你壳员工沉迷撸猫撸蜗牛,都不管网站了···我对小组撤销可是耿耿于怀啊。

    [6]
  • 2018-10-13 13:29 天降龙虾

    对软体动物只想敬而远之,不能理解拿蜗牛当宠物的不觉得恶心么????

    [5]
  • 2018-10-15 21:52 地球上的裸猿

    对啊,像蜗牛这种脆弱和缓慢的生物,是怎么延续了两亿年的?

    [3]

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全部评论(17)
  • 1楼
    2018-10-13 13:29 天降龙虾

    对软体动物只想敬而远之,不能理解拿蜗牛当宠物的不觉得恶心么????

    [5]
  • 2楼
    2018-10-13 21:11 垃圾幻萌吃枣药丸

    根据现在技术,应该可以克隆一个吧?

    [0]
  • 3楼
    2018-10-13 22:22 汉尼拔wang
    引用文章内容:长颈鹿看来是不行了

    封印个霸王龙~

    [1]
  • 4楼
    2018-10-14 19:10 颠覆常识

    为什么缩回去的会只剩下壳啊???

    [2]
  • 5楼
    2018-10-15 19:56 神秘进化记录
    引用@颠覆常识 的话:为什么缩回去的会只剩下壳啊???

    在里面腐烂了吗?

    [0]
  • 6楼
    2018-10-15 19:57 神秘进化记录

    你壳员工沉迷撸猫撸蜗牛,都不管网站了···我对小组撤销可是耿耿于怀啊。

    [6]
  • 7楼
    2018-10-15 19:58 神秘进化记录
    引用@天降龙虾 的话:对软体动物只想敬而远之,不能理解拿蜗牛当宠物的不觉得恶心么????

    还是挺好玩的,小学时自然课要求观察蜗牛,放学后全班被打发出去找蜗牛···

    [1]
  • 8楼
    2018-10-15 21:52 地球上的裸猿

    对啊,像蜗牛这种脆弱和缓慢的生物,是怎么延续了两亿年的?

    [3]
  • 9楼
    2018-10-19 14:02 天降龙虾
    引用@神秘进化记录 的话:还是挺好玩的,小学时自然课要求观察蜗牛,放学后全班被打发出去找蜗牛···

    观察是一回事,拿在手里是另一回事了吧。。。。

    [0]
  • 10楼
    2018-10-19 23:34 神秘进化记录
    引用@天降龙虾 的话:观察是一回事,拿在手里是另一回事了吧。。。。

    所谓的观察,自然就是拿在手上观察(不然你指望我们怎么把它带回课室)···我至今都记得它在我手上滑动的触感···

    [2]
  • 11楼
    2018-10-22 12:05 天降龙虾
    引用@神秘进化记录 的话:所谓的观察,自然就是拿在手上观察(不然你指望我们怎么把它带回课室)···我至今都记得它在我手上滑动的触感···

    你弓虽。。。。

    [0]
  • 12楼
    2018-10-22 21:02 石沉溪

    所以傅文佩是被从头开始包裹,还是被从尾巴开始包裹的?

    [1]
  • 13楼
    2018-10-24 21:22 蓝浅

    [blockquote]引用@颠覆常识 的话: 为什么缩回去的会只剩下壳啊???[/blockquote] 琥珀包裹才能隔绝壳内的细菌。

    [1]
  • 14楼
    2018-10-26 13:58 颠覆常识
    引用@蓝浅 的话:[blockquote]引用@颠覆常识 的话: 为什么缩回去的会只剩下壳啊???[/blockquote] 琥珀包裹才能隔绝壳内的细菌。

    这不对啊。


    如果是体内细菌的话,那么不管是怎么包,应该都是一样存在的。


    如果是外部细菌,那么应该取决于封闭程度,而不是“是不是缩壳里去了”。相反,缩壳以后,需要密封的口更小了,应该是更容易留下才对。

    [1]
  • 15楼
    2018-11-16 21:23 陆白白

    有厣的不是应该叫做螺么,尤其是眼睛还长在下面的

    [1]
  • 16楼
    2018-11-22 12:27 leiwinggi

    为啥不会被厌氧菌分解

    [0]
  • 17楼
    2018-12-14 13:12 消灭绿绿

    [blockquote]引用@颠覆常识 的话: 这不对啊。如果是体内细菌的话,那么不管是怎么包,应该都是一样存在的。如果是外部细菌,那么应该取决于封闭程度,而不是“是不是缩壳里去了”。相反,缩壳以后,需要密封的口更小了,应该是更容易留下才对。[/blockquote] 不是只有壳,而是只能看见壳子了,缩回去了的话,如果没缩回去,就能看见完整的蜗牛了

    [0]

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Yuki小柒 分子营养博士生,凤凰网科学编辑

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