当古生代的情况变得艰难时，三叶虫就出现了。这些古老的节肢动物拥有坚固的外骨骼，像犰狳一样蜷缩起来，以躲避捕食者或海底危险的环境条件。
人们发现许多三叶虫的外骨骼呈卷曲状，就好像胃在不停地嘎吱作响。但这些化石中很少能保存三叶虫用来形成防御球的内部解剖结构。
“虽然登记的三叶虫化石非常普遍，但我们没有保存任何腹部软组织，”哈佛大学专门研究三叶虫进化的博士候选人萨拉·洛索(Sarah Losso)说。
洛索女士和她的同事们可能终于揭开了三叶虫翻滚的神秘面纱，因为他们使用了一批保存完好的化石。他们的研究结果于周三发表在《英国皇家学会学报B辑》上，首次描述了一只卷起来的三叶虫的连锁解剖结构。
新研究中检查的三叶虫化石来自纽约中部的沃尔科特-拉斯特采石场，4.5亿年前的一场泥石流淹没了整个海洋生物群落。古生物学家查尔斯·杜立特尔·沃尔科特于1870年发现了这个地方，在那里发现了三叶虫附属物和鳃等软组织特征的第一个痕迹。
沃尔科特的三叶虫化石和他从它们身上切下的薄片保存在哈佛大学比较动物学博物馆。洛索在分析三叶虫的附肢时，发现了一只卷曲的Ceraurus三叶虫，它的胃里有一组叫做胸骨骨的板，很少能在石化后存活下来。“当我发现那个标本的时候，我非常兴奋，”洛索说。“我们在登记的三维标本中没有这些板块。”
研究人员使用微型ct扫描来分析化石的内部解剖结构，他们称之为注册，并检查了沃尔科特在19世纪70年代制作的薄片。因为Ceraurus三叶虫有带刺的壳，它们折叠的次数多于滚动的次数。“它更像一个墨西哥卷饼，而不是一个完美的丸子，”洛索说。
这些薄片为研究人员提供了迄今为止关于三叶虫如何形成的最完整的视角，揭示了这种节肢动物的胃板和附肢所起的核心作用。
虽然胸骨板没有三叶虫富含方解石的外壳那么硬，但它们仍然足够坚硬，可以防止容易滚动。为了克服这个问题，三叶虫很可能在卷起身体的时候弯曲整个身体，让胸骨板在动物做仰卧起坐之类的动作时相互滑动。三叶虫的楔形附属物随后锁在一起，使节肢动物能够紧紧卷曲。“它们楔形的小腿像一块块披萨一样连在一起，”洛索说。
研究小组还将这些结构与现存节肢动物的解剖结构进行了比较，比如陆生等足动物、药丸虫和千足虫。他们发现，这些现代的滚轮虽然与三叶虫有远亲关系，但具有相似的联锁机制。研究人员还研究了现存的马蹄蟹。虽然它们不会滚动，但马蹄蟹使用楔形的附属物来粉碎食物并将食物移向嘴里。
这些结构的相似性是趋同进化的一个很好的例子，Jorge Esteve说，他是马德里康普顿斯大学研究三叶虫生态学的古生物学家，但没有参与这篇论文。
“虽然这些形态特征在三叶虫中是完全未知的，但我们发现其他节肢动物也能够用类似的结构包围身体，”埃史蒂夫博士说。“进化有时会重复使用相同的答案来解决类似的问题。”
