百万中选一的海洋生物化石保存软组织长达4.5亿年
在4.5亿年前,早在恐龙出现之前,动物或植物在干燥的陆地上广泛传播之前,海绵在地球上最早的珊瑚礁中已经繁荣生长。这些古老的海绵亲属看起来有些像在海底茎杆上生长的花朵。海绵化石为古生物学家提供了关于早期动物如何演化以及复杂生命如何发展的重要线索。然而,化石通常仅保存耐久的结构,如壳或骨骼板。细腻的组织在死亡后往往很快消失,导致科学家对这些动物如何实际生活的理解存在重大空缺。一具由俄克拉荷马大学的古生物学家研究的极为罕见的化石现在正在帮助填补这部分缺失的画面。“动物死后,皮肤、眼睛或内脏等软组织是最先开始腐烂的,”俄克拉荷马大学的古生物学家、无脊椎古生物学助理馆长雷娜·科尔博士说。“大多数化石只由骨头、牙齿或贝壳等硬部分组成。软组织只有在环境近乎像自然冰箱或真空封存器时才能保存下来,这种条件是非常罕见的。”该化石属于Dendrocrinus simcoensis,保存了其管足,这种结构几乎从未在化石中存活下来。科尔及其同事在一项新研究中描述了这一标本。迄今为止,仅发现了两具海绵化石中保存有软组织。这具标本也是迄今发现的最古老的样本。“这样的保存真的是百万分之一,”科尔补充道。“海绵化石数量以百万计,而这仅是第二次发现软组织。”已知的最古老海绵软组织保存的组织追溯至超过4.5亿年前,这使其远远早于最早的恐龙。“这些软组织能幸存超过4.5亿年真是不可思议,”另一位俄克拉荷马大学古生物学家、大自然历史博物馆无脊椎古生物学助理馆长大卫·赖特博士表示,他与科尔共同撰写了这项研究。“作为参考,这些软组织比已知的最早恐龙要早超过2亿年。”对于海绵而言,管足在觅食、响应水流和占据不同生态位中扮演重要角色。它们的大小、间距和整体形态可以根据动物的环境和觅食方式而变化。在这一方面,它们可以提供关于生活方式的信息,就像哺乳动物的牙齿可以提供饮食信息一样。“由于海绵管足主要用于觅食,所以可以将其视为哺乳动物牙齿的类似物,”赖特解释道。“其结构差异告诉我们该物种生活在哪种环境及其觅食方式。”当研究人员将化石与今天生活的海绵进行比较时,他们发现了明显的解剖差异。“与现生海绵的比较表明,这种古老物种的解剖结构非常不同,”科尔补充道。“这为我们提供了关于海绵如何演化及其数亿年来觅食策略如何变化的新见解。”关于古代海洋的新线索这具化石不仅扩展了科学家对海绵解剖结构的认识。它还可以帮助重建早期古生代海洋的生态,那时海绵是许多早期动物群体在珊瑚礁生态系统中繁荣的重要组成部分。“化石化的长期灭绝物种的遗骸能展示在现有物种中可能看不到的特征,”赖特说。“通过比较灭绝和现代物种的生态生活方式,我们可以理解适应性演化模式如何随着时间的推移而变化,以及哪些因素塑造了现代生物圈。”软组织在早期棘皮动物的化石中极为罕见,棘皮动物是一类包括海绵和海星在内的较大动物群体。由于仅存极少的软组织,每新发现的标本都能够大大增加研究人员对古代生态系统、觅食行为与演化变迁的了解。一个隐藏在博物馆收藏中的稀有化石许多人想象重大的古生物学发现发生在遥远的风景考察中。田野工作确实会产生新的化石,但重要的发现也可能来自于那些已经在博物馆中保存、分类并保护了多年的标本。“新的化石发现最终来源于田野工作,但博物馆的收藏在这一整合研究中扮演着重要角色,”赖特说。“我们并不总是知道我们收集的标本的全部意义。新的技术、思想或专业知识往往会以令人惊讶的方式利用现有标本来进行新发现。”包含保存有软组织的Dendrocrinus simcoensis化石已在蒙特利尔的古生物与演化博物馆存放了多年。这个小型博物馆的运作完全
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