这是一项新研究的主要结论。该研究通过分析遗迹化石(即岩石和沉积物中由过去生物活动留下的化石痕迹),研究了约5.45亿年前生物的身体轮廓特征——对称性、分节躯体、外骨骼等。
该文章的作者是巴塞罗那大学地球科学系的专家奥莫·米格斯·萨拉斯(Olmo Miguez Salas)和英国伦敦自然历史博物馆的王泽坤(Zekun Wang)。
灭绝动物的化石痕迹
寒武纪大爆发是生命史上一个独特的时期,存在着许多未解之谜。为深入探究该时期的生物多样性,古生物学研究大多聚焦于具有坚硬部位的生物。然而,对遗迹化石(或称足迹化石)的研究,为发现地层记录中保存的具有硬体、软体或骨骼缺失生物的活动特征提供了可能。
巴塞罗那大学地球与海洋动力学系贝亚特里斯·德·皮诺斯(Beatriu de Pinós)博士后研究员奥莫·米格斯·萨拉斯表示:“遗迹化石记录为软体动物群占主导地位的演化时期提供了宝贵信息。化石痕迹反映了产生它们的生物的行为,这种行为取决于栖息地和对环境刺激的反应。因此,它们是生成这些痕迹的生物所生活的古生态条件的指标。”
作者重点研究了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期的遗迹化石。米格斯·萨拉斯指出:“这是公认具有古演化意义的关键时期,是地球复杂生命演化进程的转折点。”
在此过渡期,生物多样性以及生物和生态系统的结构发生了根本性变化。“埃迪卡拉动物群以复杂的多细胞软体生物为主。向寒武纪过渡时,大部分埃迪卡拉动物群灭绝,同时具有硬体结构(如外骨骼)的复杂多细胞生命形式迅速多样化。这就是演化核心——现代动物门类大多由此起源,即所谓的寒武纪大爆发。”该研究员解释道。
寒武纪大爆发可能更早发生
发表于《地质学》(Geology)杂志的这项研究定量表明,具有细长身体轮廓的生物在大约5.45亿年前就已繁盛。专家表示:“这些生物很可能拥有腔体液压身体结构,具备前后轴、肌肉组织,并可能存在分节。”
“此外,这些生物能进行定向运动,并可能拥有感官能力,可在微生物席主导的栖息地中穿越异质基底并觅食。因此,所谓的寒武纪大爆发及其演化影响可能比此前估计的时间更早发生。”
这种身体轮廓和运动能力的适应性改变使早期动物得以在日益动态和复杂的环境中繁衍,这种生态工程可能促进了演化创新。研究方法基于对现代和化石动物运动轨迹线性比例关系的分析。随后将该比例定律应用于埃迪卡拉纪-寒武纪化石(如Archaeonassa、Gordia、Helminthopsis和Parapsammichnites)的运动痕迹。
尽管先前研究曾描述过埃迪卡拉动物群中与活动的底栖两侧对称生物相关的遗迹化石,但仍缺乏详细的定量分析方法,且关于这些生物体型(长度、宽度、头部化程度等)仍存在诸多未知。新研究的发现建立了一种创新的定量方法,用于分析远古化石运动痕迹、早期动物解剖结构及古生态动态。
奥莫·米格斯·萨拉斯总结道:“这一新发现为未来几年内发现的埃迪卡拉遗迹化石的定量研究打开了大门,并证实寒武纪大爆发并非发生在寒武纪,而是提前了数百万年。此外,本研究获得的比例定律不仅能用于分析该演化时期,也能研究其他具有相似重要性的演化时期(如奥陶纪大辐射事件)中,各类产生运动痕迹的动物门类的形态演变。”
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Journal Reference:
Zekun Wang, Olmo Miguez-Salas.Quantitative decoding of Ediacaran locomotory trace fossil morphologies: Evidence for the emergence of slender anterior-posterior body profiles.Geology, 2025; DOI:10.1130/G53332.1