寒武纪奇虾新发现：独特复眼系统揭示远古生物视觉演化密码

为探究寒武纪生物视觉系统演化，云南大学研究人员对Pygmaclypeatus daziensis展开研究，发现其独特复眼系统，为理解早期节肢动物视觉演化提供关键线索。

　　寒武纪，这个地质历史时期宛如一座神秘的宝藏库，藏着无数生命演化的奥秘。大约 5 亿多年前，寒武纪生物大爆发，众多生物种类如繁星般涌现，节肢动物更是在海洋中占据了重要地位。在那个遥远的时代，视觉系统对于生物的生存和繁衍至关重要，它影响着生物的捕食、防御和环境适应。然而，由于化石保存的局限性，科学家们对早期节肢动物视觉系统的了解犹如管中窥豹，存在诸多疑问。例如，不同节肢动物的眼睛是如何演化的？它们的视觉功能又如何适应当时的生态环境？这些问题吸引着无数科研人员不断探索。

为了揭开这些谜团，云南大学的研究人员将目光聚焦于澄江生物群中的一种非三叶虫类节肢动物 ——<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>。此前，虽然<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>在澄江生物群研究中有所涉及，但对其视觉系统的研究近乎空白。此次研究，研究人员深入剖析了这种古老生物的视觉系统，取得了令人瞩目的成果，相关研究成果发表在《Nature Communications》上。

在研究过程中，研究人员运用了多种技术方法。其中，微 CT 分析技术发挥了关键作用，它能够清晰地展现化石内部的结构，帮助研究人员发现那些在传统观察方法下容易被忽视的微小结构。此外，研究人员还依据光学设计理论，对<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>眼睛的各项视觉参数进行了精确计算，以此推断其视觉功能和生活习性。研究样本主要来源于云南澄江地区早寒武世的地层，包括 YKLP 11427、YKLP 13928、YKLP 13929 和 YKLP 13930 这四个标本，这些标本均保存在云南大学云南省古生物重点实验室。

研究结果

1. 眼睛结构的发现：研究人员通过重新观察<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>的化石标本，发现了其独特的眼睛结构。它拥有两种不同的复眼系统，一种是位于头部背侧的微小固定复眼，这种眼睛在之前的研究中从未被发现；另一种是位于头部腹侧的小柄状复眼。这一发现打破了以往对节肢动物眼睛结构的认知，为研究早期节肢动物视觉系统的多样性提供了新的证据。
2. 背侧复眼的视觉特性：研究人员对背侧复眼的视觉参数进行计算分析后发现，其 “眼参数”（<em>p</em>）约为 3 μm rad，“绝对灵敏度”（\hat{S}）约为 5.2 μm2rad2，这些数值表明背侧复眼适应于中等光照条件。背侧复眼的小眼间角度约为 5°，由此计算出的采样频率约为 5.6 rad?1，这意味着它的分辨率较低，但视野广阔，能够覆盖约 190° 的范围。这种眼睛结构虽然难以形成清晰的图像，但却是优秀的运动探测器，能够帮助<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>在环境中及时察觉周围物体的运动，从而迅速做出反应。
3. 腹侧复眼的视觉特性：腹侧复眼的结构与背侧复眼截然不同。它由多个关节组成的光滑柄和顶部的圆锥形单元构成，圆锥形单元上覆盖着具有深色球状结构的半球形单元。研究人员计算出腹侧复眼的眼参数（<em>p</em>）约为 79.2 μm rad，灵敏度（\hat{S}）约为 312 μm2rad2，采样频率（<em>ν</em>）约为 2.2 rad?1。这些数值表明腹侧复眼适应于更暗的光线条件，可能主要用于扫描地面，寻找猎物或有机营养物质。腹侧复眼的不同长度的柄使其能够像望远镜一样在不同方向进行伸展和搜索，增强了<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>对周围环境的感知能力。

研究结论与讨论

综合研究结果，<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>独特的双复眼系统在节肢动物中极为罕见。背侧复眼适应中等光照，可能使<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>在白天或黎明时分活动，其广阔的视野有助于在相对浑浊的水体中探测周围环境的变化，及时发现潜在的威胁或食物来源。腹侧复眼则适应低光照条件，用于近距离搜索地面，与背侧复眼相互补充，共同为<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>提供了更全面的视觉信息。

从进化的角度来看，<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>的双复眼系统为研究早期节肢动物视觉系统的演化提供了重要线索。其背侧复眼的形态和功能特征与三叶虫的眼睛有相似之处，这表明<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>可能在三叶虫和非三叶虫类节肢动物的演化关系中处于关键位置，为揭示早期节肢动物的演化历程提供了新的视角。

此外，研究人员还指出，虽然通过对眼睛形态的研究能够推断出<em>Pygmaclypeatus daziensis</em>的一些视觉功能和生活习性，但神经系统对视觉信息的处理机制仍有待进一步研究。未来，对更多类似 “无眼” 物种的研究，有望为我们深入理解早期寒武纪节肢动物的视觉演化提供更多关键信息。

此次研究不仅丰富了人们对寒武纪生物多样性的认识，还为探索生命演化历程提供了宝贵的资料。它让我们更加深入地了解到，在远古时代，生物是如何通过独特的身体结构和生理功能适应环境的，为后续的古生物学和进化生物学研究奠定了坚实的基础。