大约2.5亿年前,一些非常重要的节肢动物灭绝了。三叶虫是一种海洋动物,类似于今天的蜘蛛和甲壳类动物,以各种各样的身体设计而闻名。有一种叫做“三叶虫”的三叶虫,它有一个扁平的、三叉戟状的附肢,从它的头部伸出来,它可能会给海王一场有价值的战斗。
1月16日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项研究发现,这些三叉戟可能被雄性用来争夺性优势。这些古老的无脊椎动物可能在中世纪这项运动之前的数百万年就已经“摔跤”了。
这些附属物可能被用来互相刺激,然后试图钻到对手的身下,把他们翻个身,这可能是性竞争和性选择的一些最古老的证据。性选择是一种进化过程,影响与生殖相关的特征。它既影响主要的性特征,如生殖器,也影响影响生殖的次要特征,如鹿的鹿角或雄孔雀的尾巴。
研究报告的合著者、伦敦自然历史博物馆的科学助理理查德·福泰在一份声明中说:“这种不同寻常的泥盆纪三叶虫头上戴着一只独特的巨大三叉戟,其用途一直是个谜。”“我们现在认为,它是用来争夺统治地位的男性之间的比武。动物性竞争的进化比我们想象的要早数亿年。”
该研究还推测,他们可能是性别二态的,即女性和男性在外表上存在差异,但还需要更多的证据。
科学家们仍在研究性选择在进化树中可以追溯到多远。有些人认为恐龙的褶边是这一过程的证据,但仍然没有足够的证据来排除这些特征的其他潜在作用。
破译灭绝动物身上发生的事情的一种方法是与现存物种进行比较。然而,当在化石中发现结构时,比较可能会有问题,因为并不总是清楚活着物种的什么特征可以用来比较。
自从2001年的描述以来,三叶虫三叉戟的作用一直很难理解。除了它们在性选择中的可能作用外,其他防御可能性和挖洞或感知食物都是三叉戟的可能用途。
为了确定三叉戟可能被用于性别选择,研究小组使用了来自休斯顿自然历史博物馆的标本的证据。这个独特的标本没有三个尖,而是有四个尖。牙齿大小差不多,没有受伤的迹象,可能是基因突变的结果。
“比四齿三叉戟本身更重要的是,这个标本已经完全长大了。通过它的成年,它表明了使它不同于其他三叶虫的特征并没有对它的生存机会产生重大影响,”该团队写道。
第四个齿的变化改变了三叉戟的整体形状,这表明附属物可能不是用来挖洞觅食的。
研究小组将该标本与在犀牛甲虫身上发现的惊人武器进行了比较。这些现代的昆虫有大角,可以长到身体的一半长,在交配季节用于雄性之间的争斗。他们发现三叉戟形状的甲虫最类似于试图用铲子一样的武器打翻对手的甲虫。
昆虫恢复正常所需要的时间(就像在比武比赛中被长矛从马上撞倒的身穿重甲的骑士试图站起来一样)会让获胜的雄性有更多的时间和机会与雌性交配。
“如果三叉戟是一种性选择特征,那么这些雌性可能没有三叉戟。在这种情况下,雌性可能在无意中被置于完全不同的物种组中,但这很难证明,”研究小组写道。如果这些三叶虫是性选择性状的例子,那么它们的身体部位就增加了越来越多的证据,表明至少有一些三叶虫物种可能是性二态的。