绝大部分三叶虫在温暖的浅海地带过着底栖生活，以其扁平的身体贴伏在海底缓慢爬行，只有少数三叶虫可以在水中浮游或游泳，游泳的三叶虫都有流线型体形。科学家曾做实验将营底栖生活和游泳生活的三叶虫模型放入水槽，当底栖的三叶虫模型遇到水流时，身体周围会形成各种漩涡，说明其体形对水流存在很大的阻力，这种阻力是有碍游泳的；而游泳的三叶虫模型则因其体形呈流线型，所以在遇到水流时，水流会平滑地从它身边流过，受到的阻力相当小。
三叶虫化石
三叶虫的生活场景
因为行动迟缓，三叶虫不会主动攻击其他动物，它们可能以原生动物、海绵动物、腔肠动物和软体动物的尸体为食，也可能吃些藻类和其他小型生物。同时，三叶虫有着各种自卫的方法。它们用坚固的背甲抵御攻击能力强大的捕食者。寒武纪时期的三叶虫大多平卧在海底。从奥陶纪开始，许多三叶虫背部发育的灵活关节能卷曲，以保护腹部，有些种类甚至头部长有突起，尾部生孔，可以蜷成一个“球”。三叶虫的眼睛也许是世界上最早出现的结构精密的复眼，每只眼睛都是由许多精密的独立单元组成，可以把不同的光线组合成一个统一的影像。有些三叶虫的复眼更为精密，每个单眼都用独立的晶体来聚焦光线，这样有助于迅速发现掠食者。有些三叶虫的头部坚硬，可以钻入泥沙中生活，这类三叶虫的眼睛往往会发生退化。有些三叶虫身体虽小，但长有发达的长刺，利于在水中遇敌时起保护作用。
不过，由于三叶虫附肢未分化为强有力的螯肢和颚器，加上游泳能力也很弱，遇到肉食的鹦鹉螺类、板足鲎类和鱼类等敌害时，它们就只能卷曲起来或埋入泥中避敌。但即使这样也难免被吞食，所以自志留纪开始，三叶虫便衰落了，而二叠纪末发生的集群灭绝事件更宣告了它们王朝的终结。（王小娟）
贵州凯里动物群中的拟油栉虫
三叶虫遇险埋入泥中避敌
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