研究人员正式描述了Helmetia expansa，提供了关于其解剖学、行为和进化关系的新见解。
一个多世纪以来，寒武纪节肢动物Helmetia expansa一直是个谜。它在1918年由古生物学家查尔斯·杜利特·沃尔科特发现，最初被分类为甲壳类动物。尽管在研究论文中经常提到该物种，但从未进行过正式描述，而且仅有一件标本被绘制过。
现在，在《系统古生物学杂志》的新研究中，哈佛大学的研究人员由生物学与进化生物学系的博士后研究员萨拉·洛索领导，正式描述了Helmetia expansa，提供了关于其解剖学、行为和进化关系的新见解。
Helmetia expansa属于一种罕见的早期节肢动物群体，称为concili器，和三叶虫是近亲。与三叶虫不同，concili器缺乏钙化外骨骼，因此它们的遗骸只能在极为特殊的条件下化石化——例如，加拿大的508百万年前的巴基斯页岩，在那里连软组织如肠道、腿和鳃都得以保存。
尽管收集了更多的标本，但只有一件Helmetia expansa的个体被绘制过，没有研究详细检查额外的材料以正式描述该物种或澄清concili器的进化。“我们需要研究的不仅仅是一个标本，以便看到物种的完整形态和保存状态，”洛索说。
该团队检查了来自加拿大巴基斯页岩寒武纪的36个标本，这些标本在史密森学会和安大略皇家博物馆。他们拍摄了湿的和干的标本，使用偏振滤光器可以更好地揭示微妙特征和灭绝阶段，并将它们与在中国澄江生物群中发现的相关物种及格林兰早寒武纪的西里乌斯通行证的一个物种进行了比较。
Helmetia有着叶子般的外骨骼，一些标本保存了眼睛、中央眼、消化系统和肢体。早期的节肢动物具有用于运动和捕食的行走肢和用于呼吸的鳃。在模式标本上，仅能看到鳃——这使得过去的研究人员认为Helmetia缺乏腿部，仅依靠游泳。但团队发现几件标本有宽鳃和行走肢，表明它可能像三叶虫一样行走。
更令人惊讶的是有两个标本在蜕皮的早期阶段被捕获，这一行为在concili器中从未被记录过。
“在任何concili器中从未知道蜕皮策略，”洛索说。“所有节肢动物都会蜕掉它们坚硬的外骨骼以成长，但之前没有人见过concili器中这种行为，因为你必须在蜕皮的过程中捕获标本，而恰好捕捉到正确的时机很困难。”
蜕皮的标本显示出靠近头部边缘的新外骨骼，表明动物是从身体的前面出来的——这类似于马蹄蟹，它们使用前面的退出策略，而绝大多数螃蟹则是从身体后面退出。
研究人员还发现随着Helmetia的生长，成体的体型范围很广。虽然最小的标本只有92毫米长，但有一个标本超过了180毫米。“这些模式不仅告诉我们这些508百万年前的动物是如何生长的，还告诉我们它们能长多大，”洛索说。
基于对Helmetia expansa形态的更新解释，研究人员确认了两个主要的头盔类群：Helmediidae，包括Helmetia expansa，其特征是不同的节段边界和侧脊，而Tegopeltidae的特征是节段融合和缺乏脊。研究人员还将自2013年以来在格林兰发现的Arthroaspis bergstroemi归类为Conciliterga群体。
“我们的发现提供了关于Helmetia的外观、生活方式和concili器相互关系的更全面的图景，”洛索说，“这对未来对Conciliterga和其他早期节肢动物的研究非常重要。”
