地球元老級“居民”登陸時(shí)間再提前

新疆發(fā)現新淡水節肢動(dòng)物化石

(資料圖片僅供參考)

地球元老級“居民”登陸時(shí)間再提前

近日，一支中外聯(lián)合研究團隊在我國新疆準噶爾盆地西北緣的志留紀晚期地層中發(fā)現了一種新的淡水節肢動(dòng)物。相關(guān)研究成果論文發(fā)表在《古生物學(xué)論文集》上。這項發(fā)現對陸生/淡水節肢動(dòng)物的起源與早期演化提出了新認識，也改變了我們以往對地球早期陸地生態(tài)系統的認知。

可能是最早的陸生動(dòng)物之一

節肢動(dòng)物是身體和附肢都分節的無(wú)脊椎動(dòng)物，是最為龐大和古老的生物門(mén)類(lèi)，常見(jiàn)的各類(lèi)昆蟲(chóng)、蝦、蟹以及我們耳熟能詳的化石生物——三葉蟲(chóng)等，都屬于節肢動(dòng)物。全世界約有120萬(wàn)種節肢動(dòng)物，其生活環(huán)境遍布海陸空。在距今約5.6億年前的埃迪卡拉動(dòng)物群中就已發(fā)現節肢動(dòng)物化石。要知道，最早的人類(lèi)成員——能人生活的年代距今才約為180萬(wàn)年。

地球的初始階段是一個(gè)火球。隨著(zhù)溫度不斷降低，它的表面出現了水，這就為孕育生命提供了搖籃?？茖W(xué)家認為，在約40億年前，地球出現了單細胞生物和以藍藻類(lèi)為主的原始藻類(lèi)。原始藻類(lèi)通過(guò)光合作用為地球提供了大量氧氣，使得大氣環(huán)境更加適宜生物生存。然而，在隨后的30多億年里，生物一直以單細胞的形式生活在海洋里。

直到距今5.4億年的寒武紀生命大爆發(fā)，海洋世界迎來(lái)了更多物種。以節肢動(dòng)物為主的生物群閃亮登場(chǎng)，與它們一起誕生的還有腕足動(dòng)物和軟體動(dòng)物等?？茖W(xué)研究推斷，節肢動(dòng)物的起源時(shí)間應該更早，但目前缺乏相應的化石證據。

多姿多彩的遠古生命暢游在海洋里，與此同時(shí)，陸地生命世界也由荒涼貧瘠開(kāi)始發(fā)生變化。一些形態(tài)簡(jiǎn)單的植物已經(jīng)默默開(kāi)啟了登陸之旅，化石證據表明，在大約4億多年前，陸地上已經(jīng)出現了植物。

植物登陸使得地球大氣與巖石環(huán)境都得到了改善，是生命從海洋發(fā)展到陸地的一個(gè)重要節點(diǎn)，也帶領(lǐng)越來(lái)越多的生物向陸地遷移，生存環(huán)境不斷壯大。這其中，節肢動(dòng)物天然的硬殼和氣閥為其登上陸地提供生存保障，因為硬殼可以防止水分流失，而氣閥能輸送空氣到體內。通過(guò)一個(gè)志留紀晚期(距今約4.2億年)的節肢動(dòng)物——呼氣蟲(chóng)化石，科學(xué)家推斷它可能代表了最早的陸地生物之一，節肢動(dòng)物也成為最早登陸的動(dòng)物。

志留紀晚期已生活在淡水環(huán)境中

現有研究表明，在寒武紀—奧陶紀時(shí)期(距今約5.41億年—4.41億年)，節肢動(dòng)物可能已脫離海洋登上陸地，甚至遺跡化石記錄顯示，在奧陶紀時(shí)期可能存在兩棲類(lèi)節肢動(dòng)物。然而，以多足綱為代表的陸生/淡水節肢動(dòng)物在志留紀中晚期的地層中才存在確切的實(shí)體化石證據，且僅在勞俄大陸南部的加里東山脈(如現今的英格蘭和蘇格蘭)少量幾個(gè)地點(diǎn)出現，而在勞俄大陸之外尚無(wú)可靠的志留紀陸生/淡水節肢動(dòng)物化石記錄。到了泥盆紀(距今約4億年—3.5億年)，陸生淡水節肢動(dòng)物化石記錄和多樣性明顯增加，古地理分布范圍擴大到其他大陸或塊體。

“新疆這個(gè)化石的發(fā)現，實(shí)際上將節肢動(dòng)物登陸的時(shí)間節點(diǎn)進(jìn)一步往前推了?！眻F隊主要成員、中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早期陸生植物研究團隊研究員徐洪河向記者介紹，這次發(fā)現的賽爾瑪爾迪布拉克蟲(chóng)可代表我國目前已知最早的淡水節肢動(dòng)物，也是在勞俄大陸之外最古老的陸生/淡水節肢動(dòng)物實(shí)體化石記錄。此外，它的發(fā)現還將志留紀晚期陸生/淡水節肢動(dòng)物的古地理分布范圍從勞俄大陸擴展到北半球古亞洲洋中的島弧帶上，表明在志留紀晚期節肢動(dòng)物或已開(kāi)始廣泛脫離海洋，遷移到陸地或河流湖泊環(huán)境中生活。

值得注意的是，此次發(fā)現的節肢動(dòng)物化石與植物化石在同一地層共同保存。研究人員通過(guò)化學(xué)指標識別出當時(shí)的古環(huán)境是淡水?！斑@是一個(gè)比較新的認識?！毙旌楹訌娬{，“表明在志留紀晚期，陸地上已經(jīng)有了一個(gè)相對比較完整的、植物與動(dòng)物共生的生態(tài)體系，而其中的節肢動(dòng)物已經(jīng)廣泛生活在陸地的淡水環(huán)境之中了?！?/p>

此次賽爾瑪爾迪布拉克蟲(chóng)化石發(fā)現于新疆北部和布克賽爾縣賽爾山的一套被稱(chēng)為“謝米斯臺組”的地層。2020年10月，研究人員在這一地層中探尋植物化石時(shí)，意外發(fā)現了該化石材料。在徐洪河看來(lái)，此研究發(fā)現帶給他很多啟發(fā)：“因為動(dòng)、植物有彼此共生的關(guān)系，所以我們在研究化石的時(shí)候，不能只盯著(zhù)一方面，而應該把它們放在一起去研究?！?/p>

徐洪河補充說(shuō)，系統而非片面、單一地研究化石，才能還原生物共同生活的環(huán)境，這對于了解過(guò)去、解讀地球的環(huán)境變遷和物種演化都很有意義。( 實(shí)習記者 朱 璽)

來(lái)源：科技日報

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