4.62 億年前化石寶庫蘊藏著微型海洋生物世界

在靠近一群吃草綿羊的岩石露頭中，研究人員發現了一個微型海洋生物世界，這些生物的內臟、眼睛甚至大腦在約 4.62 億年後仍然清晰可見。

古生物學家露西·繆爾和約瑟夫·博廷在距離他們位於威爾士中部城堡岸採石場的家步行可達的範圍內發現了這個小型的化石寶庫。在這些水生生物存活的時期，該地區是一個岩石海 shelf，邊緣環繞著一座火山島。

在 5 月 1 日發表於《自然-生態與進化》雜誌上的一項新研究中，這對搭檔及其在英國、瑞典和中國的同事描述了該遺址的古代居民，其中大多數只有幾毫米長，包括噴嘴狀口的蠕蟲、鱟、海星和早期藤壺。化石寶庫中還有來自前寒武紀大爆發的微小而神秘的殘留物，寒武紀大爆發是一個始於約 5.4 億年前的時期，當時爆發了各種各樣的生命形式。

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這對古生物學家夫婦最初在 2013 年發現了這處礦藏，當時他們在羊群牧場環繞的一個小型採石場中發現了海綿化石。多年來，繆爾和博廷（他們是威爾士國家博物館 Amgueddfa Cymru 的榮譽研究員）重返該遺址尋找更多化石。但他們未能找到除海綿以外的任何其他痕跡。

在 2020 年的新冠疫情封鎖期間，他們開始將當地的海綿套組描述為一個疫情專案。有一天，博廷前往採石場尋找更多海綿。“當然，就在那天，我第一次發現一根小管子，裡面伸出了觸手，”他回憶道。

那個化石只有 3.5 毫米高，看起來像一艘細長的外星飛船，與兩位古生物學家見過的任何東西都不同。他們很快意識到他們只是觸及了該遺址的表面。在兩米厚的岩層中，博廷和繆爾發現了繁榮生態系統的痕跡。就像一張正在沖洗的照片一樣，古生物學家開啟岩石幾秒鐘後，化石就顯現出來了。“你把它們劈開，30 秒後，它們就會神奇地出現，”博廷說。

幾個月來，古生物學家發現了大約 170 種不同物種的化石，這些物種可能棲息在沿一座正在下沉的火山的巖坡上。除了海綿和蠕蟲外，還有三葉蟲、長有抓握附肢的節肢動物和一種六足動物，這種動物看起來與數百萬年後才出現的原始昆蟲非常相似。還有一種讓人聯想到奧巴賓海蠍的動物，奧巴賓海蠍是寒武紀的一個奇異奇蹟，它有五隻眼睛和一個象鼻子狀的proboscis。這些進化怪胎中的許多都精細地蝕刻在灰色的石頭上，在那裡，諸如鰓、消化道、視神經和神經組織等軟體特徵（很少石化）清晰可見。

城堡岸化石的精美儲存狀態類似於在伯吉斯頁岩中發現的化石，伯吉斯頁岩是加拿大落基山脈中標誌性的 5 億年前的寒武紀礦藏，其中發現了地球上一些最古老的複雜動物的遺骸。研究人員在世界各地發現了類似的驚人的寒武紀化石遺址。

但是，在隨後的奧陶紀時期，儲存完好的動物要稀少得多。田納西大學諾克斯維爾分校的古生物學家艾莉西婭·斯蒂加爾認為，這可能是因為奧陶紀時期海洋化學發生了變化，或者穴居生物的增加使其他動物的遺骸暴露於腐爛之中。如果沒有這些遺骸，科學家們對寒武紀大爆發之後生活的大多數軟體生物知之甚少。“今天，非生物礦化生物佔所有動物的 [大約] 70%，”她說，指的是軟體生物。“像城堡岸動物群這樣的非生物礦化動物歷史的快照對於更全面地瞭解生命的歷史非常重要，”斯蒂加爾補充道，她沒有參與這項新研究。

新發現的化石還為了解奧陶紀生物多樣化大事件這一動態的進化篇章提供了無與倫比的視角。“這是生命開始變得真正有趣的時候，”繆爾說。“隨著動物多樣化，生態系統變得更加複雜。”雖然動物的大小在整個寒武紀時期保持不變，但一些生態系統似乎在奧陶紀期間縮小了規模。城堡岸的化石通常都很小。它們大多數的尺寸在 1 到 5 毫米之間。

這種縮小通常會被歸因於化石化的怪癖，即大型生物在被掩埋之前被沖走。但博廷和繆爾認為，城堡岸確實代表了一個以小型生物為主的生態系統。這些化石軟組織的驚人儲存表明，整個生態系統很可能瞬間被掩埋，可能是由於突然的山體滑坡，這阻止了腐爛並將食腐動物拒之門外。如果較大的生物在生態系統周圍遊蕩，它們也會被活埋。該遺址的所有三葉蟲也都是幼蟲，這表明這可能是一個育苗場。古生物學家認為，該遺址相對較大的海綿和藻類（尺寸為幾釐米）為這些微小生物提供了完美的棲息地。

雖然微小的海洋生物世界可能看起來很奇怪，但繆爾強調，它們仍然是海洋環境的主要組成部分。“大多數動物都很小，大型動物是例外，”繆爾說。“只是它們更難看到。”

研究人員仍在更詳細地描述數十個城堡岸化石，包括管居觸手生物和類似於可能的海洋昆蟲前身的動物。就像封鎖期間一樣，他們的房子目前堆滿了來自該遺址的化石。“我們的空房間已經滿了，你都無法在床上睡覺，”博廷說。