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塔利怪物（學名：Tullimonstrum）是一種分類不明的形狀怪異的軟體海洋生物，大約在3.09 - 3.07億年前的石炭紀生活在淺熱帶沿海水域。以在1958年首次發現其化石樣本的業余化石獵人弗朗西斯·塔利命名。它是一種已滅絕的兩側對稱的動物，目前僅有一種已知的物種，也就是尋常塔利怪物（Tullimonstrum gregarium），最大的塔利怪物體長在30厘米左右。

塔利怪物化石

塔利怪物的化石只產出于美國伊利諾伊州東北部一個煤礦，在世界上其他地方未曾出現過，因此，在1989年被命名為伊利諾斯州化石

塔利怪物化石

作為一種軟體動物化石，塔利怪物不但很難辨認，對它的分類目前也眾說紛紜、莫衷一是。

目前只能確定它屬于動物界-真后生動物亞界-副同源異形基因動物-兩側對稱動物。真后生動物（Eumetazoa）是指所有具有細胞組織的動物，動物中只有多孔動物門不屬于真后生動物；副同源異形基因動物（ParaHoxozoa）是真后生動物的一個演化支，包含扁盤動物門、刺胞動物門與兩側對稱動物，為櫛水母動物門的姊妹群；兩側對稱動物（Bilateria），又名左右對稱動物，在舊時的分類體系中與輻射對稱動物（Radiata）共同組成真后生動物（Eumetazoa，棄用分類）。

塔利怪物復原圖

2016年，一項對1200多塊化石進行的詳細分析，從多個角度提供了關于該物種殘骸的見解。此項分析證實，它和像鰻魚一樣的被稱為七鰓類的動物存在關聯，相關成果發表在頂級期刊《自然》上。該研究首次發現，塔利怪物擁有魚鰓和被稱為脊索、像脊椎一樣的靈活桿狀物。這些解剖學特征使“塔利怪物”像如今的七鰓類動物一樣，成為脊椎動物。“塔利怪物”的眼睛位于兩個遠離其身體的眼柄末端。研究人員推斷，當獵物位于其長有牙齒的鼻子的桿狀脊椎附近時，較原始的眼睛會幫助它獲得獵物的三維視圖。

塔利怪物復原圖

日本東京大學的研究人員為探究“塔利怪物”的身世之謎，詳細研究了日本多家博物館收藏的150多塊“塔利怪物”化石。他們用3D激光掃描儀收集所有這些化石表面形狀的3D數據，還用X射線顯微斷層攝影技術拍攝了“塔利怪物”吻部類似牙齒的結構。

研究人員發現，“塔利怪物”身上此前被認為是肌節、腦、鰭條等的結構，與脊椎動物的這些結構有著明顯不同的特征，因此他們推測，“塔利怪物”可能并不是脊椎動物，其分類還需要進一步研究。相關成果發表在《古生物學》期刊上。

盡管如此，塔利怪物目前仍然被歸類為脊椎動物，相關爭議還有待更多的研究來解決。