大峡谷出土奇异远古生物

这次丰富的化石发现——大峡谷首次出土此类标本——包括微小的岩石刮食软体动物、滤食性甲壳动物、带刺齿的蠕虫，甚至可能包含它们食用食物的残骸。

剑桥大学领衔的研究团队通过溶解包裹这些动物的化石岩层，并在高倍显微镜下观察，成功获取了地球生命进化史上一个独特时期的精细图景。

这些化石生物可追溯至5.07亿至5.02亿年前，处于被称为"寒武纪生命大爆发"的快速进化时期，当时大多数主要动物类群首次出现在化石记录中。

该时期某些海域营养丰富的环境引发了一场进化军备竞赛，动物演化出各种奇特的摄食、运动或繁殖适应特征。

寒武纪动物化石多为硬壳生物，但在全球少数地区（如加拿大伯吉斯页岩和中国帽天山页岩），特殊条件使得柔软躯体在腐烂前得以保存。

然而此前已知的非骨骼化寒武纪动物化石多来自缺氧贫瘠环境，难以推动塑造早期动物进化的复杂创新。

如今大峡谷首次揭示了来自进化"适居带"的软体（非矿化）寒武纪化石，这个资源丰富的环境为早期动物加速进化提供了条件。研究成果发表于《科学进展》期刊。

"这些稀有化石让我们更完整地看到寒武纪的生命图景，"第一作者、剑桥大学地球科学系博士生乔瓦尼·穆西尼表示，"结合大峡谷各处发现的生物潜穴、行走和摄食痕迹，我们能拼凑出整个古代生态系统。"

穆西尼与美国同行在2023年科罗拉多河考察中发现这些化石，这条河在500-600万年前开始切割形成现今亚利桑那州的大峡谷。

"令人惊讶的是，大峡谷此前鲜少发现这类寒武纪化石——虽有三叶虫等生物矿化碎片，但软体生物很少，"穆西尼说，"但大峡谷富含细粒易剥裂的泥岩，暗示这里可能保存此类化石。"

研究人员采集多块岩石样本带回剑桥。拳头大小的岩石经氢氟酸溶解后，沉积物通过多层筛网分离，释放出数千微化石。虽无完整个体保存，但许多可辨识结构帮助确定了生物分类。

进一步研究发现寒武纪动物进化出复杂的摄食机制。"这些是当时的'尖端科技'，将多个解剖结构整合为高效摄食系统，"穆西尼解释道。

多数化石为甲壳动物，可能属于包含丰年虫的类群，其臼齿状牙齿具有特征性。这些微小生物口部三角凹槽长有毛发状延伸，用多毛附肢像传送带般收集食物颗粒，牙齿上的细槽可研磨食物。化石细节清晰到能看见甲壳动物口部附近的浮游生物颗粒。

其他现代样貌的生物包括蛞蝓状软体动物，它们已具备类似现代花园蜗牛的齿带结构，可能用于刮食岩石藻类或细菌。

最奇特的发现是新种Priapulid（阴茎虫或仙人掌虫），这类寒武纪遍布全球但现今近乎灭绝的生物。大峡谷标本具有数百个复杂分叉的牙齿，能将食物扫入可伸缩的口器。鉴于化石尺寸和奇特齿列，研究者以《星球大战》中的虚构生物"克雷特龙"为其命名（Kraytdraco spectatus）。

"这些化石显示寒武纪动物具有多样化的摄食方式，部分与现代生物类似，部分则更为奇特，"穆西尼说。

寒武纪时期大峡谷比现在更靠近赤道，富氧水域深度适中，既最大化营养与氧气获取，又减少波浪破坏和紫外线辐射，形成理想的生命演化实验室。食物充足使动物能承担更多进化风险，加速了塑造现代生物圈的生态创新。

"动物需要通过复杂耗能的创新保持竞争优势，而这个环境允许它们这样做，"穆西尼指出，"这类似经济学原理：丰裕时投资冒险，匮乏时节约保守。五亿年前海底微小生物能教给我们很多。"

研究获美国国家科学基金会和英国自然环境研究理事会（NERC）支持。穆西尼现为剑桥大学麦格达伦学院客座研究员。