研究小組通過使用CFD模擬研究來自地球早期海洋已滅絕的生物體：Parvancorina（簡稱：帕文克尼亞蟲），尋求五億年前的問題答案，即古老的多細胞生物是如何運動、以及如何生存。

埃迪卡拉時代的謎團

5億年前的海洋是怎么樣的呢？一般來說，科學家們認為那時的海棲生物幾乎都是靜態(tài)的，僅僅是依附在海底。這種假設有時適用于帕文克尼亞蟲，它像是一個甲殼動物或三葉蟲的生長過大的幼蟲，背面有一組獨特的脊，形成錨狀或T狀。

雖然目前各大博物館中保存了許多關于它的化石，但這個簡單的生物體沒有留下關于它是否能動或它是否進食的線索。解決這些謎團是研究生物進化和生態(tài)重要性的關鍵一步。

用CFD仿真分析滅絕生物的行為

科學家們根據化石樣本的觀察結果創(chuàng)建了生物體的三維CAD模型，導入CFD仿真軟件中。這些模型包括帕文克尼亞蟲的身體盾形基部的空模型以及三種不同形態(tài)類型的完整模型。

使用仿真軟件，能夠模擬帕文克尼亞蟲在淺海環(huán)境中的典型特征，并將其結構視為其與此環(huán)境的相互作用。在他們的分析中，研究人員測試了各種入口速度，模型方向和網格尺寸。非常復雜的3D形狀（即化石）周圍的流體流動也能在軟件上呈現，最后生成高質量的流速和流線圖，以便輕松地顯示其結果。

帕文克尼亞蟲是靜態(tài)的嗎？

為了確定它是否能動，研究人員計算了模型是否能承受阻力。結果表明，模型在不同方向產生了不同的阻力。

由于阻力可能對生活在海底的生物有害，可能會使它們非自主移動或受傷，因此需要保持最小化阻力的位置，相對于其淺水環(huán)境的轉移電流重新定位。因此，CFD仿真的結果提供了良好的間接證據，表明在其生命中是移動的。具有將一個方向上的阻力減小到電流的體形是生活在具有可變電流的環(huán)境中的移動生物的共同特征。

帕文克尼亞蟲身上的再循環(huán)區(qū)域

如果帕文克尼亞蟲是懸浮進食的，能夠將懸浮在水中的有機物質流向它的“胃”，那么它不得不保持與當前相關的某種排列，以有效地將食物引導到其身體的正確區(qū)域。因此，與計算的阻力一樣，這一結果也還原了帕文克尼亞蟲在海底生存的形態(tài)。

2D和3D流場圖顯示不同的帕文克尼亞蟲擺放方向在不同位置產生再循環(huán)區(qū)。當它面向水流動時，這導致在其身體的錨形部分的“臂”后面形成兩個再循環(huán)區(qū)域。

當迎面而來的流動垂直于中心“小腿”時，主要的再循環(huán)發(fā)生在身體的錨形部分的柄部后面。

最后，如果“臂”位于下游，則再循環(huán)發(fā)生在身體后面。

帕文克尼亞蟲是否自主進食？

帕文克尼亞蟲獨特的錨形脊提供了另一條線索，告訴我們這個生物是懸浮進食的。雖然山脊沒有減少阻力并且可能不是防御結構，但研究人員的仿真結果顯示它需要再循環(huán)，沒有脊的帕文克尼亞蟲的零模型沒有指導再循環(huán)流過身體。

這符合我們對現存海洋無脊椎動物的了解。具有面向上游的凹面的專門結構的生物通常是被動懸掛進食。這表明這種結構可以方便它們生存。

該團隊之前的研究表明，靜止的懸浮進食生物需要流體流向任何方向的身體食物捕獲區(qū)域（因為它們無法自主決定位置）。由于有機物質的流動僅在某些方向上指向帕文克尼亞蟲的假定的食物捕獲區(qū)域，因此它必須是可移動的以有效地進食。當然它也可能以不同的方式喂食，例如，通過消耗海底沉積物中的有機物質。關鍵在于如果它采用這些方式進食，它就需要移動。

謎團解開之后

CFD仿真分析的結果表明帕文克尼亞蟲是可以運動的，并且可能具有在任何化石中尚未見過的肌肉組織或附屬物。如果這是正確的，那可能意味著帕文克尼亞蟲是已知最古老的已知具有趨向性的生物。這同時也為科學家們研究埃迪卡拉世紀生物提供了更廣泛的方法，人們可以了解更多復雜性生物的起源和生存繁衍。