【科學講堂】五億年前化石 揭螯肢動物起源
一般人對蜘蛛、蠍子這類「昆蟲」往往懷有深刻的恐懼。例如在古希臘神話中，後來化為獵戶座的獵人便是被一隻巨大的蠍子所殺。然而，蜘蛛、蠍子、馬蹄蟹（鱟）與海蜘蛛等，實際上皆屬於「螯肢動物」（chelicerates）——一個在生態系統中佔有重要地位的分類群。長期以來，學術界對於螯肢動物究竟何時演化出現、其早期形態為何等問題，仍缺乏深入的認識。近期發現的一件可能是螯肢動物祖先的化石，為我們理解這類動物的起源提供了新的線索，本文將就此進行探討。
螯肢動物的出現可追溯至奧陶紀或志留紀，距今約四億四千萬年至四億七千萬年。過往已知的早期螯肢動物已演化出各自特化的形態與構造，彼此差異甚大，因此難以歸納其祖先的共同特徵。
另一個難題是，學術界過去對螯肢動物的最近親為何未有定論，導致無法推斷其演化歷程：部分科學家認為其最近親是頭部前方長有巨大觸手的「巨螯蝦」（megacheirans），另一些則主張是頭部長有觸鬚的三葉蟲或其相近類群。
近日有科學家指出，名為「庫斯托大螯肢蟲」（Megachelicerax cousteaui）的化石有助於解答上述問題。該化石出土於美國猶他州一處擁有五億年歷史的地層，保存了樣本的頭部、大部分軀幹及肢體細節。
從化石中可清晰見到一雙長爪由頭部下方伸展出來，因此毫無疑問，庫斯托大螯肢蟲屬於螯肢動物，是牠們遠在五億年前寒武紀時期的近親。既然五億年前的螯肢動物已具備長爪，那麼僅有觸鬚的三葉蟲便不可能是螯肢動物的近親；相反地，巨螯蝦應是較為親近的類群，從而解決了過往的爭議。
此外，庫斯托大螯肢蟲的化石也釐清了科學家過去的一些假設。例如，以往在英國曾發現來自志留紀、外形類似馬蹄蟹的化石，其頭部亦延伸出長爪，因此曾有推測認為牠們是螯肢動物的祖先。然而，仔細觀察這些類似馬蹄蟹的化石，會發現每隻長爪由五節至六節組成，不同於庫斯托大螯肢蟲僅有三節的長爪，這顯示兩者的演化路徑有所差異。
當然，庫斯托大螯肢蟲的存在並未能解答所有問題。例如，海蜘蛛在演化上與其他動物的確切關係，科學家至今仍未達成共識，這可能須待找到海蜘蛛的祖先化石後，方能獲得更明確的結論。
另一個學術界探討中的問題是：螯肢動物中的蜘蛛與馬蹄蟹是否應歸入更緊密的分類組合？
部分分析顯示，蜘蛛與馬蹄蟹的基因相近，推測蜘蛛的祖先可能在某個時期由海洋遷移至陸地，因而與馬蹄蟹的祖先分道揚鑣。庫斯托大螯肢蟲的化石雖無法直接解答此一問題，但暗示了蜘蛛與馬蹄蟹的祖先體型可能不算太小，應有機會留下化石供後續研究。
小結
自然界的生物種類繁多，牠們的起源與彼此間的親緣關係，仍有許多未知等待探索。期盼未來更多的大自然探索中，能發現相關的古生物證據，協助我們回答這些問題。
●杜子航 教育工作者 早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
