蜘蛛祖先來自海洋？寒武紀化石神經系統推翻陸地起源說

更新於 07月25日04:05 • 發布於 07月25日04:00 • 高詩豪

一項發表於《Current Biology》的最新國際研究，徹底顛覆了蛛形綱動物（如蜘蛛、蠍子）僅於陸地上分化的長期假設。來自美國亞利桑那大學Nicholas Strausfeld教授領導的團隊，運用先進影像技術，分析了5億多年前寒武紀珍稀節肢動物Mollisonia symmetrica的腦部和中樞神經系統，發現其腦區與現生蜘蛛高度相似，而並非近親鱟類的排列方式，暗示蛛形動物起源於海洋，並於早期就已展現獨特的神經構造。

Mollisonia symmetrica這類古老生物外觀上頗似早期鱟類，身體分為前方「甲殼」與後方分節軀幹。但研究團隊透過哈佛大學動物學博物館館藏標本，結合多角度、高倍數及偏振光拍攝與現代成像技術，首度辨認出其腦與神經系統細節。Mollisonia的腦區呈放射狀，支配五對分節附肢，這種排列與現生蜘蛛、蠍子的前體（前體區prosoma）神經節極為類似，且其腦區前後分布方向，恰與鱟、昆蟲、甲殼類等現生節肢動物相反。

蛛形動物起源於海洋，早期已有獨特神經構造

圖展示了寒武紀古生物 Mollisonia 樣本的腦部與神經系統化石影像，以及科學家根據掃描數據所繪製的解剖重建圖。透過先進的成像技術，研究團隊辨識出Mollisonia腦部的細微結構（A、B圖），並將這些神經組織分段標示、數位化重建（C、D圖）。這些發現證實Mollisonia腦部與現生蜘蛛等陸生蛛形綱動物相似，支持蛛形綱祖先源自古代海洋、之後才演化登陸的新觀點。圖／Nick Strausfeld

更關鍵的是，這種「翻轉」式腦區，不僅與蛛形動物一致，也意味著蛛形動物祖先早在海洋時代就已具備獨特神經系統，可能促進其在日後陸地上的敏捷獵捕、製網與逃脫掠食者等行為。統計比較115項古今節肢動物神經和解剖特徵後，Mollisonia被明確歸為現代蛛形綱動物的姊妹群，強化了其海洋起源的證據。

圖比較了三種節肢動物的腦部結構：鱟（左）、寒武紀化石Mollisonia（中）、現生蜘蛛（右）。可以看到，Mollisonia 的三大腦區（綠色、洋紅色、藍色）排列順序和現生蜘蛛一致，但與鱟正好相反。這一發現證實了蛛形綱（如蜘蛛、蠍子）腦部的獨特結構，支持牠們源自海洋、而非陸地的演化路徑，也說明蛛形綱在神經系統上與其他古生節肢動物的顯著差異。圖／Nick Strausfeld

該研究也推測，正是這類海洋蛛形動物在早期陸地掠食，刺激了昆蟲等動物演化出飛行能力（如翅膀），成為生態競爭關鍵。這項發現不僅改寫了蛛形綱演化史，也有助未來解讀節肢動物多樣性與神經系統演化的關鍵過程。

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首圖來源：Nick StrausfeldCC BY 4.0)

圖片來源：Nick Strausfeld　(CC BY 4.0)

參考論文：
1、Cambrian origin of the arachnid brainCurrent Biology

延伸閱讀：
1、140年謎團解開：巨型「南極海蜘蛛」的繁殖策略

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