一项罕见的化石发现揭示了早期海绵演化的“空白期”。科学家发现了一种距今5.5亿年的海绵，该海绵可能缺乏坚硬的骨骼结构，这解释了为何更早期的化石如此稀缺。这一发现支持了最早期的海绵属于软体生物且难以保存的观点。该发现改变了研究人员探寻动物生命起源的方式。
它们没有大脑，也没有肠道，科学家长期以来认为它们起源于约7亿年前。然而，确凿的化石证据只能追溯到约5.4亿年前，在记录中留下了一个令人困惑的1.6亿年的空白。
来自“失落年代”的化石
在发表于《自然》期刊的一项研究中，弗吉尼亚理工大学地球生物学家肖书海及其合作者描述了一块距今5.5亿年的海绵化石，该化石恰好处于这一缺失的时期内。研究团队还针对这一空白提出了一个关键解释：最早的海绵可能没有矿物骨骼，这使得它们化石化可能性大大降低。
这一观点有助于解决进化科学中长期存在的一个悖论。
海绵化石缺失之谜
科学家利用分子钟估算——该方法追踪基因突变随时间的积累——提出海绵最早演化于约7亿年前。然而，那个时代的岩石并未产出令人信服的海绵化石。
这种脱节在动物学家和古生物学家之间引发了多年的争论。
这项新发现有助于弥合这一分歧。它为地球上最早的一批动物之一的演化史增添了重要的一笔，并解释了为何更古老的化石如此难以发现。这也联系到了达尔文最初提出的关于早期动物生命何时出现的问题。
长江沿岸的惊人发现
肖书海大约在五年前首次接触到这块化石，当时一位合作者发给他一张在中国长江沿岸出土的标本照片。
“我以前从未见过类似的东西，”理学院教员肖书海说，“几乎在第一时间，我就意识到这是新东西。”
肖书海与来自剑桥大学和南京地质古生物研究所的研究人员合作，开始测试不同的可能性。该化石与海鞘、海葵或珊瑚的已知特征均不匹配。这就剩下了一种有趣的可能性：一种古老的海绵。
为何早期海绵很少化石化
在2019年发表的早期工作中，肖书海及其团队提出，最早的海绵可能没有产生被称为骨针的坚硬针状结构，而正是这种结构界定了现代海绵。
通过检查化石记录，研究人员发现海绵骨针随着时间的推移变得更加矿化。他们追溯得越久远，这些结构看起来就越是有机成分多，矿物成分少。
“如果你进行回溯推演，那么最早的那些可能是具有完全有机骨骼、完全没有矿物质的软体生物，”肖书海说，“如果确实如此，除非在非常特殊的环境下，即快速化石化过程胜过降解过程，否则它们无法留存为化石。”
2019年晚些时候，团队鉴定出了这样一个罕见案例。他们发现了一块保存在薄层海相碳酸盐岩中的海绵化石，这种岩石以保存软体生物而闻名，其中包括一些最早具备运动能力的动物。
“大多数情况下，这种类型的化石会从化石记录中消失，”肖书海说，“这项新发现为了解发育出坚硬部位之前的早期动物提供了一扇窗口。”
独特的纹路和意想不到的体型
新描述的这块化石以其详细的表面纹路而引人注目。它覆盖着由规则的盒状形状组成的网格，每个盒状形状又细分为更小的重复单元。
“这种特定的纹路表明，我们的海绵化石与某种玻璃海绵的亲缘关系最近，”南京地质古生物研究所与剑桥大学的博士后研究员王晓鹏说。
它的体型也让研究人员感到惊讶。
“在寻找早期海绵化石时，我曾以为它们会非常小，”来自剑桥大学的合作者亚历克斯·刘说，“这块新化石长约15英寸，具有相对复杂的锥形体态，这挑战了我们对早期海绵外形的许多预期。”
重新思考对早期动物生命的搜寻
这项发现不仅有助于填补缺失化石记录的一部分，还改变了科学家搜寻早期生命的方式。
如果最早的海绵是软体且缺乏矿物骨骼，许多海绵可能消失得无影无踪。这意味着研究人员需要超越传统的化石线索，关注那些能够保存脆弱生物的罕见环境。
“这项发现表明，也许最早的海绵是软绵的而不是玻璃状的，”肖书海说，“我们现在知道，在寻找早期海绵时需要拓宽视野。”