这种名为Westlothiana lizziae的生物,是从水下生活进化到陆地栖息的最早四足动物代表之一。它及其类似的干群四足动物,是现存两栖类、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。得益于德克萨斯大学奥斯汀分校的最新研究,科学家现在确认Westlothiana lizziae及在苏格兰同一地点发现的类似蝾螈生物,可能比原先认知的年代早1400万年。
新测定的3.46亿年前年代进一步提升了该发现的重要性,因为该样本被定位在化石记录中被称为"罗默空缺"的神秘空白期。
这项近期发表于PLOS One期刊的研究由赫克托·加尔萨主导。他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。加尔萨冒险使用放射性定年法测定这批古老化石的年代。
虽然地质学家可通过锆石晶体测定岩石形成年代,但并非所有岩石都适用此法。这些化石发现地邻近古火山,其熔岩早已硬化成玄武岩——通常不形成锆石的岩层。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。
"我认为这是此前无人尝试的主要原因,"加尔萨表示,"因为提取锆石需耗费大量时间精力,还要承担一无所获的风险。"
但他幸运地获得了突破。火山喷发时倾泻的泥流中,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,将这些早期四足动物封存其中。
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6具化石围岩中提取锆石。随后在休斯顿大学通过铀铅激光定年法测定其最古老的可能年龄。
此前科学界推测这些化石与全球同类化石同龄——约3.31亿年。经加尔萨的突破性研究,更精确的最大年龄确定为3.46亿年。
该年代的重大意义在于将样本定位至3.60-3.45亿年前的罗默空缺期。这个关键历史阶段中,水生鱼类完成进化飞跃——发育出肺和四肢成为陆地动物,这是动物进化史上最重要的里程碑之一。
"东柯克顿四足动物的标志性意义怎么强调都不为过,"论文合著者、杰克逊学院教授朱莉娅·克拉克指出,"精确测定这些化石年代是理解脊椎动物登陆时间的关键。而时间要素对研判环境因素与该事件的关联机制至关重要。"
化石发现地苏格兰东柯克顿采石场是早期四足动物记录的宝库,已出土包括Westlothiana lizziae在内的7具干群四足动物化石。数亿年前该区域为热带森林,邻近活火山、有毒湖泊及多样化的动植物群落。
苏格兰国家博物馆为加尔萨提供了化石围岩样本。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。
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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
2025-08-03
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