寒武纪时期棘皮动物呈现出了极端多样化的形态特征,一直是研究者们探讨早期生命演化驱动力的热门材料。要分析早期棘皮动物形态变化机制,明确结构形态与功能间的作用关系尤为重要。贵州瓮安金顶山组和高台组棘皮动物扩充了棘皮动物在寒武纪第四期—乌溜期辐射演化阶段组成面貌的多样性,化石中始海百合骨片微观结构的保存,为探讨始海百合的形态功能及早期棘皮动物的结构演化问题提供了关键性证据。本文主要从两个方面展开对棘皮动物形态功能的讨论:一是从微观形态结构角度,在前人对现生棘皮动物骨骼结构的研究基础上,对寒武纪始海百合骨片的微观形态进行了简要的结构分析,识别了网状骨片中不同的环结构,并对始海百合各部位骨片的孔隙大小进行了初步分析,为探究早期棘皮动物骨骼结构及材料功能学奠定了基础。二是从宏观形态角度,文章结合计算流体力学的方法,对棘皮动物形态功能问题进行定量分析,探讨始海百合的呼吸结构和摄食结构形态上的演化分异对功能效率的影响。缝孔作为早期始海百合的呼吸结构,此前认为仅由软组织凸起或凹陷形成,化石证据表明了缝孔表皮下生长有松散排布的骨片,流体模拟分析显示凸起的缝孔外表面处水流速度相较于内凹型更快,更利于气体交换,因此推测缝孔可能具有凸起的外部轮廓。腕作为被动滤食的始海百合的摄食器官,形态的差异可能对摄食功能的发挥有直接的影响。文章分别对具平直腕、螺旋腕、羽状腕的5个不同属种的始海百合进行流场测试。流体模拟结果显示,不同于前人的猜测,始海百合螺旋的腕并没有造成周围水体的湍性流动。直腕类型的Sinoeocrinus lui可能由于其平直的腕形态导致了自身整体曳力系数值高于螺旋腕类型的始海百合,从而降低自身的稳定性。此外,对比现代海百合,文章利用流体模拟推测了具羽状腕的Lyracystis radiata可能具有直立的进食姿势,Lyracystis radiata羽状的腕相比具螺旋或平直腕的始海百合类型,腕包围的区域内形成的低流速域更严密,食物粒子在腕处的快速流入与低速流出,可以使得食物颗粒在腕内富集,利于滤食。羽状的滤食结构在其他生物类群中也有出现,可能反映出在生命演化过程中,滤食生物虽然表现出了多样性,但有时会表现出趋同的外部形态。