这种名为Westlothiana lizziae的生物,是最早从水下生活进化到陆上栖息的四足动物范例之一。它及其他类似的基础四足动物(干群四足动物),是当今现存两栖类、鸟类、爬行类、哺乳类(包括人类)的共同祖先。
尽管意义重大,研究人员此前从未确定该化石的精确年代。但得益于德克萨斯大学奥斯汀分校的最新研究,科学家们现已确认Westlothiana lizziae及其同出于苏格兰同一地点的类似蝾螈生物,其年代可能比原有认知早1400万年。
新测定的年代可追溯至3.46亿年前,这一发现进一步提升了化石的重要意义——它将标本纳入了化石记录中名为"罗默尔缺口"的神秘空白期。
这项近期发表于PLOS One期刊的研究由赫克托·加尔萨领衔。加尔萨刚从德克萨斯大学杰克逊地球科学学院地球与行星科学系获得博士学位。当他运用名为放射性定年法的地球化学技术测定这些远古化石年代时,实则承担着风险。
原因在于:虽然地质学家可利用锆石晶体判定岩石形成年代,但并非所有岩类都适用此法。而发现化石的苏格兰遗址毗邻古火山群,其熔岩流早已硬化成玄武岩——这类岩石通常不形成锆石。同行科学家曾警告加尔萨,对这些岩石进行化学定年可能徒劳无功。
"我认为这正是此前无人尝试的原因,"加尔萨表示,"既要耗费大量时间精力获取锆石,又需承担一无所获的风险。"
但他幸运地获得了突破。当泥流从火山倾泻而下时,流动的熔岩和碎屑侵蚀了含锆石的沉积物,这些物质被冲入正在形成石灰岩的湖泊,最终封存了这些早期四足动物。
加尔萨在杰克逊学院对11份岩石样本进行X光检测,成功从六具化石周围的岩层中提取出锆石。随后他在休斯顿大学对锆石进行铀-铅激光定年,以确定其最古老的可能年龄。
在加尔萨的冒险尝试前,科学家推测这些化石与全球其他类似化石同龄——约3.31亿年。
更精确的3.46亿年最大年龄意义重大,因其将标本定位在罗默尔缺口时期(3.6亿至3.45亿年前)。这个时期因未知原因鲜少发现化石,而正是在此历史关键节点,水生鱼类实现进化飞跃——长出肺部和四肢成为陆生动物。这是动物演化史上最关键的里程碑事件之一。
"东柯克兰标志性四足动物的重要性怎么强调都不为过,"论文合著者、杰克逊学院教授朱莉娅·克拉克指出,"更精确地界定这些化石年代,对理解脊椎动物登陆时间至关重要。而时间维度正是评估此次转型发生原因及环境关联因素的关键。"
化石发现地位于苏格兰东柯克顿采石场,这里是早期四足动物记录的真正宝库。此地已发现七具干群四足动物化石(含Westlothiana lizziae)。数亿年前当这些早期四足动物漫步时,该区域曾是拥有热带森林、附近火山活动、有毒湖泊及丰富动植物的生态群落。
苏格兰国家博物馆为加尔萨提供了包裹化石的岩屑样本用于检测。其他合著者包括杰克逊学院地球与行星科学系副教授伊丽莎白·卡特洛斯、迈克尔·布鲁克菲尔德,以及休斯顿大学地球与大气科学系主任托马斯·拉彭教授。
Story Source:
Materialsprovided byUniversity of Texas at Austin.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Hector K. Garza, Elizabeth J. Catlos, Thomas J. Lapen, Julia A. Clarke, Michael E. Brookfield.New U-Pb constraints and geochemistry of the East Kirkton Quarry, Scotland: Implications for early tetrapod evolution in the Carboniferous.PLOS ONE, 2025; 20 (4): e0321714 DOI:10.1371/journal.pone.0321714
2025-06-23
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