地球元老級(jí)“居民”登陸時(shí)間再提前

　　新疆發(fā)現(xiàn)新淡水節(jié)肢動(dòng)物化石

　　地球元老級(jí)“居民”登陸時(shí)間再提前

　　近日，一支中外聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在我國(guó)新疆準(zhǔn)噶爾盆地西北緣的志留紀(jì)晚期地層中發(fā)現(xiàn)了一種新的淡水節(jié)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(xiàng)發(fā)現(xiàn)對(duì)陸生/淡水節(jié)肢動(dòng)物的起源與早期演化提出了新認(rèn)識(shí)，也改變了我們以往對(duì)地球早期陸地生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)知。

　　可能是最早的陸生動(dòng)物之一

　　節(jié)肢動(dòng)物是身體和附肢都分節(jié)的無(wú)脊椎動(dòng)物，是最為龐大和古老的生物門類，常見的各類昆蟲、蝦、蟹以及我們耳熟能詳?shù)幕铩~蟲等，都屬于節(jié)肢動(dòng)物。全世界約有120萬(wàn)種節(jié)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(xiàn)節(jié)肢動(dòng)物化石。要知道，最早的人類成員——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。隨著溫度不斷降低，它的表面出現(xiàn)了水，這就為孕育生命提供了搖籃?？茖W(xué)家認(rèn)為，在約40億年前，地球出現(xiàn)了單細(xì)胞生物和以藍(lán)藻類為主的原始藻類。原始藻類通過(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(xì)胞的形式生活在海洋里。

　　直到距今5.4億年的寒武紀(jì)生命大爆發(fā)，海洋世界迎來(lái)了更多物種。以節(jié)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。科學(xué)研究推斷，節(jié)肢動(dòng)物的起源時(shí)間應(yīng)該更早，但目前缺乏相應(yīng)的化石證據(jù)。

　　多姿多彩的遠(yuǎn)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始發(fā)生變化。一些形態(tài)簡(jiǎn)單的植物已經(jīng)默默開啟了登陸之旅，化石證據(jù)表明，在大約4億多年前，陸地上已經(jīng)出現(xiàn)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(jié)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(jié)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?yàn)橛矚た梢苑乐顾至魇?，而氣閥能輸送空氣到體內(nèi)。通過(guò)一個(gè)志留紀(jì)晚期(距今約4.2億年)的節(jié)肢動(dòng)物——呼氣蟲化石，科學(xué)家推斷它可能代表了最早的陸地生物之一，節(jié)肢動(dòng)物也成為最早登陸的動(dòng)物。

　　志留紀(jì)晚期已生活在淡水環(huán)境中

　　現(xiàn)有研究表明，在寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)時(shí)期(距今約5.41億年—4.41億年)，節(jié)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(jì)時(shí)期可能存在兩棲類節(jié)肢動(dòng)物。然而，以多足綱為代表的陸生/淡水節(jié)肢動(dòng)物在志留紀(jì)中晚期的地層中才存在確切的實(shí)體化石證據(jù)，且僅在勞俄大陸南部的加里東山脈(如現(xiàn)今的英格蘭和蘇格蘭)少量幾個(gè)地點(diǎn)出現(xiàn)，而在勞俄大陸之外尚無(wú)可靠的志留紀(jì)陸生/淡水節(jié)肢動(dòng)物化石記錄。到了泥盆紀(jì)(距今約4億年—3.5億年)，陸生淡水節(jié)肢動(dòng)物化石記錄和多樣性明顯增加，古地理分布范圍擴(kuò)大到其他大陸或塊體。

　　“新疆這個(gè)化石的發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上將節(jié)肢動(dòng)物登陸的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步往前推了?！眻F(tuán)隊(duì)主要成員、中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早期陸生植物研究團(tuán)隊(duì)研究員徐洪河向記者介紹，這次發(fā)現(xiàn)的賽爾瑪爾迪布拉克蟲可代表我國(guó)目前已知最早的淡水節(jié)肢動(dòng)物，也是在勞俄大陸之外最古老的陸生/淡水節(jié)肢動(dòng)物實(shí)體化石記錄。此外，它的發(fā)現(xiàn)還將志留紀(jì)晚期陸生/淡水節(jié)肢動(dòng)物的古地理分布范圍從勞俄大陸擴(kuò)展到北半球古亞洲洋中的島弧帶上，表明在志留紀(jì)晚期節(jié)肢動(dòng)物或已開始廣泛脫離海洋，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(xiàn)的節(jié)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(biāo)識(shí)別出當(dāng)時(shí)的古環(huán)境是淡水。“這是一個(gè)比較新的認(rèn)識(shí)?！毙旌楹訌?qiáng)調(diào)，“表明在志留紀(jì)晚期，陸地上已經(jīng)有了一個(gè)相對(duì)比較完整的、植物與動(dòng)物共生的生態(tài)體系，而其中的節(jié)肢動(dòng)物已經(jīng)廣泛生活在陸地的淡水環(huán)境之中了。”

　　此次賽爾瑪爾迪布拉克蟲化石發(fā)現(xiàn)于新疆北部和布克賽爾縣賽爾山的一套被稱為“謝米斯臺(tái)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(xiàn)了該化石材料。在徐洪河看來(lái)，此研究發(fā)現(xiàn)帶給他很多啟發(fā)：“因?yàn)閯?dòng)、植物有彼此共生的關(guān)系，所以我們?cè)谘芯炕臅r(shí)候，不能只盯著一方面，而應(yīng)該把它們放在一起去研究?！?/p>

　　徐洪河補(bǔ)充說(shuō)，系統(tǒng)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(duì)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(xí)記者 朱 璽)

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