一项新的研究发现，三叶虫可能看起来不像可爱的生物，但到了交配时间，这些现已灭绝的节肢动物中的一种——看起来像戴着达斯维德头盔的巨型游泳马铃薯虫——会聚在一起拥抱一下。
一位科学家在发现了一个非凡的锯齿鱼化石后发现了这一发现，锯齿鱼是一种生活在大约 5.08 亿年前寒武纪时期的三叶虫物种。研究人员说，这块保存完好的化石在其腹部下方有一对短附肢，很可能被用作扣子。一只雌性 O. serratus 可能站在海底，然后一只雄性会从上面骑上她，用扣子抓住她的身体——这种动作会让他处于最佳的交配位置。
“抓住雌性的重要性在于，当卵被释放时，雄性处于正确的位置，”该研究的首席研究员、哈佛大学生物和进化生物学博士生 Sarah Losso 告诉 Live Science。 “因为这增加了他的精子使卵子受精的机会。这种行为会增加成功交配的可能性。”
有超过 20,000 种已知的三叶虫物种在地球上居住了大约 2.7 亿年，直到它们在大约 2.52 亿年前的二叠纪末期灭绝。 在古生物学家在伯吉斯页岩（Burgess Shale）中发现它的化石残骸之后，研究人员已经知道这个物种 O. serratus 已经有一个多世纪了，该页岩是位于现在加拿大落基山脉的寒武纪海洋生物的化石热点。
洛索说，科学家们主要关注的是在 1900 年代初期发现的 O. serratus 标本，这意味着他们在很大程度上忽略了在 21 世纪之交发现的其他标本。然而，在着手一项检查这只野兽的大型项目时，洛索在皇家安大略博物馆发现了一块珍贵的化石。
“我必须查看每一个样本，所以我遇到了这个，然后说，‘这很奇怪。这根本不是这些附属物应该看起来的样子，’”她说。
三叶虫化石很少保存这些生物的腿；洛索说，通常情况下，只有坚硬的外壳会变成化石。事实上，在 20,000 个已知物种中，只有 38 个拥有附肢保存完好的化石，她说。因此，值得注意的是，这个特殊的标本在中段保留了较短的附肢对，她说。
“它已经是一种很酷的三叶虫，只是因为它有附属物，”她说。
她说，这种不寻常的腿比它前后的腿更窄更短。更重要的是，这些短附肢没有刺——这是三叶虫其他腿上的一个标志，可能帮助捕食者切碎食物。
那么，为什么三叶虫的中部会有一对又短又细又无脊椎的附肢呢？为了进行调查，Losso 和研究共同研究员、哈佛大学有机体和进化生物学助理教授 Javier Ortega-Hernández 将 O. serratus 的附属物与活节肢动物的附属物进行了比较，后者包括许多现代无脊椎动物，包括昆虫、蜘蛛和螃蟹。
洛索说，这项分析表明，O. serratus 奇怪的附肢很可能是扣子。在交配过程中，雄性很可能会爬到雌性身上，头部与雌性的躯干对齐，“所以他更多地向后偏移，但在她身上，”洛索说。 “在外骨骼的这个位置，有这些刺从尾巴上伸出来。雄性的附属物会与那些刺很好地对齐，所以扣子可以抓住这两对刺。”
换句话说，雄性可能会用它们的扣子“抓住她尾巴的刺，”拉索说。
Lasso 说，另一个保存完好的 O. serratus 标本“肯定没有扣子”。 “我们认为这可能是[a]女性。”换句话说，这个物种很可能具有性别二态性，这意味着雄性和雌性具有不同的特征。
今天在鲎（鲎）中可以看到这种“梆子交配策略”，它们与三叶虫的关系非常远。
“在马蹄蟹中，它们实际上对此非常暴力；雄性会互相推开，”拉索说。 “你可能会让多只雄性都抓住一只雌性。雄性最终会互相伤害，有时它们会扯掉附肢，因为当卵被释放时，它们都在争抢 [在雌性身上] 的位置。”
她说，O. serratus 可能在交配方面同样具有竞争力。但她告诫不要将这种行为外推到其他三叶虫物种，因为这些生物有各种各样的栖息地和体型。
“这是我们第一次看到 [a] 三叶虫附肢的真正显着专业化，”拉索说。 “有趣的是，到寒武纪中期，节肢动物已经进化出复杂的交配行为。”
伦敦自然历史博物馆的节肢动物进化研究员格雷格·埃奇科姆在一封电子邮件中告诉 Live Science，这项研究提出了“一个令人信服的案例，即改良的腿……是真正的生物变异，而不是在受损后再生。” “如果标本是雄性，它们的形状是有意义的，并且这些专门的腿在交配过程中用来抓住雌性。”
早期的研究提供了一些证据，证明三叶虫像马蹄蟹一样繁殖，“因为早就知道相同物种的相同（成年）大小的三叶虫群，”Edgecombe 补充道。 “他们的想法是，他们作为一个群体聚集在一起，蜕皮然后交配。现在，我们可以添加至少一些三叶虫雄性有扣子的细节。”
该研究于周五（5 月 6 日）在线发表在《地质学》杂志上。