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费解的1.6亿年的空白。
来自“迷失岁月”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5.5亿年前的海绵化石，该化石正好处于这一缺失的间隔期内。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，这使得它们形成化石的可能性大大降低。
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。这也回溯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。
长江之畔的惊人发现
大约五年前，肖书海首次接触到这块化石，当时一位合作者给他发了一张在中国长江沿岸出土的标本照片。
“我以前从未见过这样的东西，”理学院教员肖书海说，“几乎立刻，我就意识到这是新东西。”
肖书海与来自剑桥大学和中国科学院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。
为何早期海绵罕见化石化
在2019年发表的早期工作中，肖书海及其团队提出，最早的海绵可能并未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。他们回溯得越久远，这些结构看起来就越是有机，而矿物成分越少。
“如果你进行回溯推演，那么最早的那些可能是完全具有有机骨骼、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，即化石化速度超过了降解速度，否则它们无法在化石化过程中留存下来。”
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，其中包括一些最早能运动的动物。
“大多数情况下，这类化石会在化石记录中遗失，”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个窗口。”
独特的纹路与意料之外的大小
新描述的化石因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，”中国科学院南京地质古生物研究所和剑桥大学的博士后研究员王晓鹏说。
其大小也令研究人员感到惊讶。
“在寻找早期海绵化石时，我曾预期它们会非常小，”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，具有相对复杂的圆锥形体态，这挑战了我们对早期海绵外观的许多预期。”
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的化石记录的一部分，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。
“这一发现表明，最早的海绵可能是‘海绵状’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。”