射齿类动物是主要在寒武纪时期出现的一类大型节肢动物,以其独特的附肢和辐射状的口器以及广泛的地理分布而闻名,果钳虾则是一类稀有的奇虾化石,以其形似胡桃夹子的附肢而得名。
近日,云南大学古生物研究院杨显峰老师带领的科研团队在国际知名学术期刊《Arthropod Structure & Development》上发表了题为《Novel information on Caryosyntrips based on new appendages from China and the USA》的研究论文,首次在中国发现了寒武纪罕见的射齿类节肢动物属——Caryosyntrips(果钳虾),为研究寒武纪生命大爆发时期的捕食生态及节肢动物起源演化提供了新的关键证据。
该研究由云南大学古生物研究院联合德国卡尔斯鲁厄国家自然博物馆、英国埃克塞特大学、美国犹他州立大学及北达科他大学等多家科研机构共同完成。云南大学硕士研究生马书瀚为该文的共同作者。此次研究得到国家自然科学基金和中国科学院南京地质古生物研究所古生物与地层学国家重点实验室等项目支持。

图1. 新马龙生物群中Caryosyntrips cf. C. serratus附肢化石的细节特征
果钳虾是一类仅凭前附肢化石为人所知的寒武纪射齿类类节肢动物。其前附肢结构独特,具有明显的成对附属棘刺和末端的爪状结构,可能用于捕捉和夹持猎物,一直以来被认为是寒武纪生态系统中的顶级捕食者。然而,受限于化石材料的稀少和保存状况,科学界对该属的形态、分类和生态功能仍缺乏系统性的认知。
研究中描述了两件新的果钳虾前附肢标本:一件来自云南马龙地区,另一件采集自美国犹他州Spence页岩Miners Hollow地区。这两件标本分别展示了不同种群形态特征之间的过渡性,挑战了以往依据附肢背刺形态和排列方式所划分出的三种果钳虾物种的界限。

图2. 美国Spence页岩中Caryosyntrips sp.附肢化石的细节特征
此前,果钳虾的发现主要集中在北美劳伦大陆地区(如加拿大Burgess页岩和美国犹他州的Spence页岩、Wheeler组和Marjum组),以及一例来自西班牙的冈瓦纳高纬度地区的化石标本。此次云南马龙地区发现的新的化石组合(新马龙生物群)中保存的附肢化石,不仅代表了该属在华南地区乃至亚洲的首次记录,也将其生存年代前推至寒武纪第2世第3期,比此前最早记录还要早一个时代。这一发现显著扩展了果钳虾的时空分布范围,对理解该类动物的生物地理演化具有重要意义。
此前认为的物种间差异,可能实为同一物种内部的变异即“种内变异”,而不是独立的物种。这一观点若得到更多化石材料验证,将对果钳虾属的分类系统产生深远影响。同时,这也反映出非矿化化石样本量不足所带来的分类误差风险,强调了继续在关键化石层位开展系统采集工作的必要性。
在生态功能方面,比较了果钳虾与其他射齿类附肢的刚性与构造差异,提出果钳虾附肢相对更为坚硬、灵活性较差,但更适合施力夹持或粉碎猎物,可能代表了寒武纪海洋生态系统中一种专门针对硬壳猎物的独特掠食策略。这一结论进一步丰富了我们对寒武纪时期捕食者多样性和功能分化的认识。

图3. 寒武纪时期古大陆格局以及Caryosyntrips的地理分布
此外,新马龙生物群的发现潜力尚未被充分挖掘,相比较于传统研究中的马龙生物群,新马龙生物群也保存于沧浪铺组红井哨段的地层中,但是其保存条件、群落结构与知名的澄江生物群相近,这暗示了新马龙生物群可能也是澄江生物群的延伸。
目前,本研究是新马龙生物群的第一篇研究成果。该研究是在云南大学牵头组织的国际联合古生物实验室平台上完成的成果,充分体现了国内科研单位与海外团队在古生物学研究方面的深度合作与交流。论文第一作者兼通讯作者杨显峰老师长期致力于寒武纪特异埋藏生物群的研究,近年来已多次在国际核心期刊发表相关成果,推动中国寒武纪特异埋藏生物群研究走向世界前沿。
此次研究不仅填补了果钳虾在中国的化石记录空白,也为我们理解寒武纪早期海洋生态结构和节肢动物多样性提供了新的视角,具有重要的学术价值与科学意义。云南大学古生物研究院也将继续依托其在寒武纪化石研究上的优势,深化国内外合作,助力我国在古生物学领域持续走在国际前沿。
论文信息:Yang, X., Kimmig, J., Pates, S., Jamison, P. G., & Ma, S. (2025). Novel information on Caryosyntrips based on new appendages from China and the USA. Arthropod Structure & Development, 87, 101448.