大峡谷发现大量化石,为研究寒武纪生命提供珍贵线索,包括带牙齿的蠕虫和类似蛞蝓的软体动物

在亚利桑那州科罗拉多河沿岸发现的岩石,经证实含有软体生物的化石碎片,表明该地点可能曾是一个“进化温床”。
07月29日

5亿多年前,一些奇异的蠕虫和软体动物在今天大峡谷所在地的浅水中繁衍生息。

这一发现来自英国剑桥大学的古生物学家乔瓦尼·穆西尼和其他科学家在2023年于亚利桑那州科罗拉多河沿岸发现的大量化石。随后,该团队将这些岩石带回英国进行进一步研究,他们的研究结果于上周发表在《科学进展》杂志上。

为了研究这些化石,穆西尼及其团队使用氢氟酸溶解了包裹它们的岩石,然后将产生的沉积物通过多个筛子过滤。“这非常耗时,”穆西尼在接受《纽约时报》肯尼斯·张的采访时说。“没有成功的保证,而且很少有人使用这种技术来探索寒武纪生态系统。”

幸运的是,过滤揭示了数千个微小的化石,描绘了寒武纪时期大峡谷沿岸的生命图景,这是一个动物群体迅速出现的时代,这些动物群体至今仍有后代。尽管没有完整的化石,但它们保留了使研究人员能够识别它们的结构。在这些收藏品中:有类似蛞蝓的软体动物、带有臼齿的甲壳类动物和一种新的仙人掌蠕虫——也被称为阴茎蠕虫。

这些化石的年代在5.07亿到5.02亿年前之间,表明大峡谷的史前生态系统是一个“进化摇篮”,穆西尼在接受《华盛顿邮报》的利奥·桑兹采访时说。“它加深了我们对早期动物进化经济学的理解。”

这种新发现的仙人掌蠕虫——以《星球大战》系列中的虚构生物卡瑞特龙命名为 Kraytdraco spectatus,因为其拥有一排排牙齿——充分说明了令人印象深刻的进化速度。这种长着牙齿的蠕虫大约有一英寸长,可以伸出一个管状的嘴巴来捕捉猎物。

“从某种程度上来说,这些看起来像化石化的毛毛虫,”丹佛自然科学博物馆的地质馆长、研究合著者詹姆斯·哈加多恩在接受《纽约时报》采访时说。“很明显,它们不是毛毛虫,但它们身上保存着每一根小毛发和纤维。”

研究人员还发现了某些动物挖掘的洞穴,以及软体动物用牙齿耙刮岩石以收集藻类或细菌作为食物的痕迹。“通过将这些化石与它们在整个大峡谷发现的洞穴、行走和觅食的痕迹结合起来,我们能够拼凑出一个完整的古代生态系统,”穆西尼在一份声明中补充说。

通常,缺氧的条件可能会保存大量的寒武纪化石,例如在中国的帽天山页岩和落基山脉的伯吉斯页岩。但氧气充足的地区更有可能是生命的热点。大峡谷富含氧气的水域更有利于进化实验。

“动物需要通过复杂、昂贵的创新来保持领先于竞争,但环境允许他们这样做,”穆西尼在一份声明中解释说。

新描述的化石也代表了软体生物,这使得它们在大峡谷的其他寒武纪发现中独一无二。

哈佛大学的古生物学家卡尔玛·南格鲁没有参与这项工作,他告诉《华盛顿邮报》,像这样不完整的化石往往不被重视。然而,他补充说,需要与其他地点进行统计比较,才能确认该研究中描述的生态系统是否确实比其他地区拥有更多样化的生命形式。

“我不会说它无可辩驳地表明与其他地方相比,功能模式的多样性更高,”他向该媒体解释说。“这个地点确实显示了一个相当独特的动物组合。它是否具有独特的升级性很难验证。”

尽管如此,该研究强调了像大峡谷这样不以化石闻名的地方,也可能有很多东西可以提供。进一步的研究可能会发现更多关于该地区古代生命的秘密。