古生物诞生的初期，他们是按照什么原则构成的
作为远古灭绝的、至今还残留着化石的古生物有寒武纪的虾型动物奇虾和侏罗纪的大型海栖爬虫类沧龙等，如今我们已经不知这些奇怪的动物在昔日海洋里究竟是如何游泳的，抑或是怎样进化而来的，更不能用现在的生物物种来想象它们。最近，日本神奈川大学宇佑见教授却让它们在计算机上动了起来，正确地再现了当年古生物在海洋中的活动情形。他将这项分析和复原的研究称之为“用数字恢复失去的世界”。
亿万年前称霸海上的奇虾
大约在5.7亿年前的寒武纪时代，生物化石记录开始变得丰富起来，此前种类不太多的生物一下子变得多样化。另外，已经有作为化石容易保存下来的硬壳。
那么，初期生物的形状是按什么原则构成的呢？宇佑见教授带着这样的疑问开始了对古生物形状的研究和探索。
那是距今约5.3亿年前加拿大英属哥伦比亚省的伯吉斯页岩动物群。现在知道当时的加拿大生活着各种各样的动物，有长着五只眼睛的奥伯皮虫或有筒形躯体长着14枚荆棘的怪诞虫，以及长得像虾那样的奇虾等，如果从现在的常识来考虑，会发现许多怪异的物种。
其中受到宇佑见教授特别关注的是奇虾，这也是现在议论分类归属有不同看法的动物。奇虾的头上有一对茎状大眼睛，还有一对强大的抓肢和一个具有尖牙利齿的巨大圆形口器。大眼睛使奇虾具有宽广的视野，强大的抓肢可用于抓捕并牢牢控制住较大型的动物，具有尖牙利齿的嘴能够撕碎各类动物的躯体。奇虾的腹面两侧具有桨状的腿外肢和腿内肢结构，这使得它们既可以在海中迅速游动，又可以利用腿肢抓捕其他动物。
在伯吉斯页岩动物群中的奇虾，体长2米，是个头最大的，高居当时生态系的顶点，应该是最强大的捕食者，并且也是分布区域最广的动物之一，不仅在北美大陆，而且在中国、澳大利亚、东欧等地也发现有此类化石。
很难想象这样大繁荣的生物没有任何先兆就突然出现，变成当时生态系的霸主，但是确实也没有发现连接奇虾祖先的化石。从理论上来说，奇虾在它到来之前的进化途中应该存在所谓“缺失环”上的动物，只是化石没被发现而已。
进化途中的三种设想
既然没有留下化石，要从古生物学上讨论奇虾的祖先是困难的，因此宇佑见教授在分别假定它细长的躯体为薄的长方体、鳍为板子的情况下制作成物理模型。他认为，以这个模型为基础到诞生奇虾的模样大体上有三种途径。
第一种，假定是它原来细长鳍的幅度变宽，完成像化石所看到的模样的模型。考虑其祖先的样子是像蜈蚣那样典型节肢动物的形状，按这个模型推论，它最初的祖先与其说用鳍游泳不如说是用附肢脚在海底走。
第二种，假定它是由短鳍逐渐变长的模型。按这个模型推论，奇虾的祖先应该是短腿的生物。
第三种，假定是奇虾的躯体本身变长的模型。随着躯体的变长，鳍的数量也增加。这样躯体本身变长被视为三叶虫成长的模式。
在这三种模型中，宇佑见认为最适合奇虾的进化系谱是第一种模型。按第二种模型说，奇虾的祖先是短腿生物，不能充分发挥游泳能力。为此，作为进化前的问题，可以说连种的生存都有疑问。
第三种模型实际上被视为三叶虫等的进化模式，但是鳍的增加必须发现在基因上有大的变化才行。因为有三叶虫的实际例子，这个模型不能一概否定。但是鳍的幅度变宽远比鳍的数量增加容易发生。
已完成的游泳能力
假定奇虾像第一种模型那样进化，那么它的游泳能力是怎样变化的呢？
为了容易计算游泳能力，宇佑见假定奇虾的鳍都是7厘米宽。另一方面，按第一种模型设定，奇虾最初祖先的鳍的宽度是3厘米。他将奇虾进化分为五个阶段，每个阶段鳍的幅度变宽1厘米，并由此算出其游泳速度。其结果是奇虾化石宽度在3~6厘米时，伴随鳍变宽1厘米，奇虾的游泳速度是10厘米/秒，到宽6厘米时速度为40厘米/秒。按宇佑见的说法，游泳所需的能量也是等间隔地增加。
但是，当被发现的奇虾化石幅度到宽7厘米，这时算出其游泳能力显著提高，达到90厘米/秒，而其所需能量与宽6厘米时几乎一样。即奇虾用与宽6厘米的祖先同样的能量却能获得其祖先2倍以上的游泳速度。
文章来源：《微体古生物学报》 网址: http://www.wtgswxb.cn/zonghexinwen/2021/1117/709.html