三葉蟲綱（學名：Trilobita）的動物通稱三葉蟲，是節肢動物門的一綱，已經滅絕。三葉蟲最早出現距今5.6億年前的寒武紀，在5億～4.3億年前的古生代達到頂峰，此後逐漸減少，至2.4億年前的二疊紀完全滅絕，沒有進入中生代。三葉蟲是最具代表性的遠古動物，其知名度可能僅次於恐龍。在所有的化石動物中三葉蟲是種類最豐富的，三葉蟲在整個古生代3億多年的漫長地質歷程中生生不息，繁衍出了眾多的類群和巨大的數量，三葉蟲綱可以分為10目 ：球接子目、萊得利基蟲目、聳棒頭蟲目、褶頰蟲目、鏡眼蟲目、裂肋蟲目、櫛蟲目、鐮蟲目、砑頭蟲目及齒肋蟲目。 總計有1500多個屬，1萬多個種，其中發現於中國的有大約500個屬。大多數三葉蟲是比較簡單的、小的海生動物，它們在海底爬行，透過過濾泥沙來吸取營養。在世界各地都有發現過其化石。

三葉蟲的軀體全身明顯分為頭、胸、尾三部分，背甲堅硬，背甲為兩條背溝縱向分為大致相等的三片——一個軸葉和兩個肋葉，因此名為三葉蟲。頭部由口前的兩個環和口後的四個環完全融合在一起組成，胸部由可以相互運動的環組成，尾部由最後幾個羽尾扇和完全融合在一起的環組成。最原始的三葉蟲尾部的環構造相當簡單。三葉蟲的胸部非常靈活——化石的三葉蟲有時會像現今的地鱉一樣可以將身體卷在一起來保護自己。三葉蟲的大小在1毫米至90釐米之間，典型的大小在2至7釐米間。最大的三葉蟲是2009年在葡萄牙阿洛卡地質公園裡奧陶紀的岩石裡被發現的。

雖然三葉蟲只在背部有盔甲，但是它們的外骨骼還是相當重的，它們的外骨骼是由甲殼素為主的蛋白質聯合方解石和磷化鈣等礦物組成的。不像其他節肢動物那樣能夠在蛻皮前重新吸收外骨骼中的大部分礦物，三葉蟲在蛻皮是將所有盔甲中的礦物全部拋棄，因此一個三葉蟲可以留下多個良好地礦物化的外骨骼，這提高了三葉蟲化石的數量。在蛻皮時外骨骼首先在頭部和胸部之間分開，這是為什麼許多三葉蟲的化石不是缺少頭部就是缺少胸部，其實許多化石是三葉蟲蛻掉的皮，而不是死去的三葉蟲形成的。大多數三葉蟲的頭部有兩個面部縫合來簡化蛻皮過程。頭部的兩側有一對複眼，有些種的複眼相當先進。事實上約5.43億年前三葉蟲是第一批進化出真正的眼睛的動物。有人認為眼睛的出現是寒武紀生命大爆發的導致原因。

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