科学家发现了地球上的第一个脚印像虾的生物留下?!

文章作者:bianji3 | 2018-06-08
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         据报道,虽然人们不能确切地知道动物何时在地球上留下了最早足迹,不过一项新的研究表明,目前已经发现的最古老足迹是在5.51亿到5.41亿年前的埃迪卡拉纪留下的。数亿年以后,也就是大约2.45亿年前,恐龙才开始在地球上活动。这一新的研究结果表明,动物进化出原始“胳膊”和“腿”的时间比先前认为的更早。

       近半个世纪前的1969年,阿姆斯特朗在月球向全球观众直播说:“我个人的一小步,是人类的一大步”。毫无疑问,月球上的第一个脚印,是属于人类的。

阿姆斯特朗(左)及其留在月球上的第一个脚印(右)

  然而,当我们把视线转回地球时,你是否曾想过,地球上的第一个脚印是什么时候踩下的?这个脚印的主人又会是谁呢?

  由中国科学院南京地质古生物研究所和美国弗吉尼亚理工大学组成的早期生命研究团队的新发现,为我们理解这些问题提供了最新的答案。

  2018年6月6日,美国《科学》(Science)杂志子刊《科学进展》(Science Advances)在线报道了该研究团队在湖北宜昌三峡地区发现的、保存于5.51—5.41亿年前的埃迪卡拉系灯影组地层中的足迹化石,这也是迄今为止,地球上最古老的足迹化石。

  至此,这个深藏了近5.5亿年的“脚印”展现在了世人面前。

  这些足迹究竟长什么样?

  在南京古生物所研究员陈哲的办公室里有一个托盘,里面放着两片看上去灰灰的、没有规则的“瓦片”。

  这两块不起眼的“瓦片”,其实是灰岩,来自5.5亿年前。四五年前,陈哲从宜昌市三斗坪雾河村三峡地区埃迪卡拉系灯影组地层中发现了它们,心细的他觉得这个有可能是遗迹化石,便将它们放在包里背了回来。

三峡地区埃迪卡拉系地层化石发掘现场三峡地区埃迪卡拉系地层化石发掘现场

  回到南京的办公室后,陈哲对这件化石进行了细致的研究。观察发现,这件足迹化石上,有两列由生物行走过程中,附肢(或疣足)在沉积物表面形成的凹坑,我们可以称之为足印。化石上的这些足印,有着相近组成及结构,在一个运动过程中,所有的参与的附肢运动一次,形成了一个系列。

此次发现的遗迹化石由两组足迹和三条潜穴组成,其中一组足迹(TW2)穿过两条潜穴(UB1和UB2),并与潜穴(UB3)相连。TW2与UB1空间上相连此次发现的遗迹化石由两组足迹和三条潜穴组成,其中一组足迹(TW2)穿过两条潜穴(UB1和UB2),并与潜穴(UB3)相连。TW2与UB1空间上相连

  从化石上还可以看出,这些生物的足迹化石与潜穴相连(原来,它们不但“散步”,还会“挖洞”)。这说明,该生物在爬行时轨迹较为复杂,一会在水底沉积物表面爬行,一会钻入沉积物里打洞,比较“调皮”。

  地球上的首个“脚印”的主人究竟是谁?

  “‘脚印’的主人,应该是身长约2厘米、宽1厘米,两侧对称的且有附肢的节肢动物、环节动物,或者它们的祖先。”陈哲补充道:“形象一点说,是类似虾一样的生物”。

陈哲研究员陈哲研究员

   那么,科研人员是如何确认这个“调皮的它”一定是“两侧对称的且有附肢”的动物?

  “同一种生物由于不同的行为,可以形成不同的遗迹,同一种生物相同的行为方式,沉积物底质不同也可以形成不同的遗迹。”陈哲等人将此次足迹化石与几乎所有已知的动物门类的足迹进行了比较,并层层筛选。

图为部分节肢动物的行迹图为部分节肢动物的行迹

  一些依靠身体伸缩或蠕动的无附肢动物,在沉积物表面形成连续的爬迹,会形成一条凹陷的拖槽  一些依靠身体伸缩或蠕动的无附肢动物,在沉积物表面形成连续的爬迹,会形成一条凹陷的拖槽

  “从这些足迹可以看出,留下遗迹的生物可以通过附肢支撑身体,脱离沉积物表面(也就是说,这个生物爬行时肚子是离地的)。所以,遗迹明显是由两侧对称的后生动物形成,而且它们具有成对的附肢。”陈哲表示。

  大家可以想象一下,在距今5.5亿年的海底,一个长约2厘米的爬虫,悠哉悠哉,漫不经心的闲逛着。时而在铺满藻类的沉积物表面散步,时而在沉积物表面快速爬行,时而又钻入藻类下觅食或者获取氧气。

“脚印”主人留下足迹的动画模拟“脚印”主人留下足迹的动画模拟

  这个发现有什么意义?

  三叶虫、蜘蛛、虾蟹、蟑螂、蜈蚣等均属于有附肢的两侧对称动物,这些有附肢的两侧对称动物几乎承包了现生以及地质历史时期最丰富的动物门类。

部分具有附肢的两侧对称动物门类部分具有附肢的两侧对称动物门类

  动物有了附肢,就可以用来四处活动,建造家园,争斗捕食,繁殖交配,因此,附肢的出现对动物演化的重要性不言而喻。

  一直以来,具有附肢的两侧对称动物出现于何时,都是生物学家和古生物学家所关注的问题。曾有科学家推测它们的祖先可能出现在距今6.35—5.41亿年前的埃迪卡拉纪,然而一直以来都没有发现确切的化石证据。

  此次发现表明,具有附肢的两侧对称后生动物,在寒武纪之前的埃迪卡拉纪便出现,这也将寒武纪大爆发的序幕再次向前推进。

 

      对地球来说,动物附肢的出现也是一个非常重要的事件,因为它们可以用来搅动沉积,改造地貌,对彼时的地球化学循环和海洋环境产生重大影响。

  因此,最早动物足迹的发现,让我们知道了在埃迪卡拉纪晚期动物第一次长出了附肢,并开始以特定的方式(使用它们的附肢)改变地球环境,推动着生命与环境的协同演化。

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