科普中国-科普融合创作与传播 2019-04-25
出品：科普中国
制作：Cryalex （上海科技教育出版社）
监制：中国科学院计算机网络信息中心
如果你是科幻爱好者，一定知道克苏鲁神话。克苏鲁神话（Cthulhu Mythos）是以霍华德·菲利普斯·洛夫克拉夫特的小说世界为基础，并由与他同时代的记者及门徒整理洛夫克拉夫特及其他作者的设定、思路创造的架空神话体系。
在克苏鲁的世界里，黑暗而混沌的古神是宇宙的统治者，拥有着千万种外貌，其中最重要的特征就是那多至几何数量级的触手。
克苏鲁古神的形象 图源：VS Battles Wiki – Fandom
新发现的海洋化石中记录着古生物进化过程
最近科学家发现了一个新的海洋化石，根据它重建了这种古老物种外貌特征，让我们得以看到真实的克苏鲁的古生物，没错，它也有着数量丰富的触手：45根。这项研究发表在今年4月的《英国皇家学会会刊》上。
古生物复原3D形象 图源：参考文献1
化石发现的地点位于英国的赫里福德郡。那里的威尔士-英格兰边境岩层，因其保存了大量的海洋无脊椎动物化石而闻名，包括珊瑚、腕足动物、三叶虫、短剑类和层孔虫等。
链珊瑚标本 图源：地球科学-中国地质大学学报 2015年3月
4亿多年前，这里的岩层位于一个中等深度的海底（2000m），那里曾经是棘皮动物（比如海胆、海星、海参、海百合）的天堂。科学家们认为，灾难降临时，细粒的火山灰夹杂着碳酸盐泥质迅速覆盖了海底，活埋了海底的动物，并完整地保存了它们的软组织结构。
科学家通过研究这些化石材料，除了可以了解古环境和古地理之外，还可以了解古生物的进化历程，比如它们是如何进行身体形态变化的。
数百张化石细微图只为还原海洋古生物
一般来说，化石能保存的信息很有限，所以在很多情况下，按照已发现的科学证据复原出的古生物也许并不真实，因为没有软组织，只能通过骨骼和肌肉进行有限的复原。
而在英国发现的这具3厘米宽的化石则保存着独特而细微的特征，使得科学家们能够创造出这一远古物种的数字表征。
为了制作这种触手生物的三维模型，研究小组结合了计算机重建技术和医学研究中常用的成像技术进行重建。
首先，他们将古老的蛋形火山灰外壳切开，这是相对来说容易的一步。打开之后令人印象深刻，里面的化石是完好的。
然后，为了看到古生物生前的模样，复原软组织的构成，研究人员先重建了数百张它的细微特征图。
口腔外鞘的3D结构图 图源：参考文献1
从这些细微特征图上可以看到，化石的表面是粗糙的，为了展示更多的细节，研究小组用砂纸小心打磨出化石，每次打磨的厚度约为三百分之一毫米。每一次打磨捕捉到的细节都相当于一个小切片，然后在每个阶段对其进行拍摄，用这种方法复原了化石内部特征的大小和形状。被重建的图像称为虚拟化石。这一艰苦的复原过程费时费力，而且很无聊，但又是研究化石内部特征的唯一途径。
Sollasina Cthulhu 3D重建过程 图源：参考文献1
研究小组根据这些化石列出了它独特的特征，并将它们与在其他化石和同一属的现存活化石发现的特征进行了比较。最后数字复原了这具古生物生前的模样，浑身长着触手，一共45根，就是下图那样：
Sollasina cthulhu最终复原形象 图源：参考文献1
当然因为长得实在太像罗伯特·M·普赖斯的杂文《H. P. Lovecraft and the Cthulhu Mythos》中古神的形象，所以研究人员给这新发现的物种起名叫：Sollasina cthulhu（cthulhu意为克苏鲁）。
“克苏鲁古神”竟是海参？
怎么给克苏鲁分类呢？通过进一步研究，科学家发现Sollasina cthulhu也有着内环式结构，然后通过和进化树上的海洋无脊椎动物特征相比较，科学家们确定了新物种的分类，并确定了在进化时间轴上的位置，最终确定Sollasina cthulhu是现代海参的远亲，生活在志留纪。
原来黑暗而混沌的克苏鲁古神就是可食用的海参啊！
发现“克苏鲁古神”有什么意义？
这还得从棘皮动物开始说起，就拿海参举例，虽然它长得超级丑，但生存历史却是惊人的长，它比原始鱼类出现的时间还要早，在六亿多年前的前寒武纪就开始出现了，有海洋活化石之称。
一坨海参 图源：Wikipedia
棘皮动物的图谱 图源：文献1
海参骨片是位于海参真皮表层的内骨骼, 是海参的重要分类特征，但它是如何拥有这样的内骨骼，还不得而知，因为进化树上的所有分支都没有，没有的原因也很简单，就是找不到相关的化石。因此从形态学角度确定海参物种间的进化关系缺乏足够的证据。
海参的骨片 图源：Wikipedia
有科学家推测海参骨片类型由简单到复杂是进化的过程，而有的科学家则持相反观点，认为骨片进化是由复杂到简单的过程。
而多亏了科学家们发现Sollasina cthulhu的化石，可以看出化石里也有着大块的骨片，这说明海参的内骨骼是一种退化，而且很可能在数亿年的时间里就退化为微小骨片，并且科学家还确认了一点，海参那可伸缩的小触角，也是就是管足，原本是很长的。据推测，Sollasina cthulhu的触角是用来爬行的，而且还可以捕获海底的食物。
参考文献：
Rahman Imran A., Thompson Jeffrey R., Briggs Derek E. G., Siveter David J., Siveter Derek J. ,and Sutton Mark D. A new ophiocistioid with soft-tissue preservation from the Silurian Herefordshire Lagerst?tte, and the evolution of the holothurian body plan286Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences
http://doi.org/10.1098/rspb.2018.2792
