5亿年前的“蠕虫状”化石代表了北美罕见的古代动物发现

Palaeoscolecid化石

密苏里大学的研究人员发现了一种罕见的、5亿年前的“蠕虫状”化石,称为古古菌属,这在北美是一种罕见的化石群。来源:密苏里大学

密苏里大学的科学家们正在利用一项古老的发现来解开寒武纪大爆发后物种多样性的新线索。

许多科学家认为发生在5.3 - 5.4亿年前的“寒武纪大爆发”是化石记录中世界上许多动物群体的首次主要出现。就像给巨大的拼图游戏添加碎片一样,从这个时期开始的每一个发现都为现代动物的进化地图添加了另一块碎片。现在,密苏里大学(University of Missouri)的研究人员发现了一种罕见的、5亿年前的“蠕虫状”化石,称为古古菌科(palaeosececid),这在北美是一种罕见的化石群。研究人员认为,这一来自犹他州西部地区的发现,可以帮助科学家更好地了解寒武纪大爆发期间地球上动物的多样性。

吉姆·希夫鲍尔(Jim Schiffbauer)是密苏里大学文理学院(MU College of Arts and Science)的地质学副教授,也是这项研究的合著者之一。他说,尽管这块化石与现代蠕虫具有相同的解剖结构,但它与我们在现代地球上看到的任何东西都不完全匹配。

希夫鲍尔说:“这类动物已经灭绝,所以我们今天在地球上看不到它们或任何现代亲戚。”“我们倾向于称它们为‘蠕虫状’,因为很难说它们与环节动物、priapulids或地球上任何其他我们通常称之为‘蠕虫’的生物完全匹配。”但古石蜥有着相同的身体结构,这在生命的历史上是非常成功的。所以,这是一个非常酷的补充,因为它扩大了我们从5亿年前在北美知道的类似蠕虫的东西的数量,并增加了我们全球古生物群的出现和多样性。”

矿物的微观盘子

扫描电子显微镜拍摄的化石微观板的图像。来源:密苏里大学

韦德·莱巴赫(Wade Leibach)是密苏里大学文理学院(College of Arts and Science)的研究生助教,也是这项研究的主要作者,他说,当时,这种古菌很可能生活在海底。

Leibach说:“这是已知的首个在犹他西部的Marjum岩层中发现的古菌群,这很重要,因为这代表了北美地区为数不多的古菌群之一。”“其他的例子,这种类型的化石被发现在其他大陆更高的丰度,如亚洲,我们相信这个发现可以帮助我们更好地理解我们如何看待史前环境和生态系统,如不同类型的生物为什么未被充分代表的或过多的化石记录。因此,这一发现不仅可以从它在北美古生物学中的重要性来看,还可以从进化、古地理和古生态学的更广泛趋势来看。”

在堪萨斯大学(University of Kansas)志愿从事无脊椎古生yabo124物学研究工作后,Leibach从生物学转到了地质学专业。他本科时就开始了这个项目,通过分析堪萨斯大学生物多样性研究所(KU Biodiversity Institute)收藏的一盒大约12块化石,开始了这个项目。最初,莱巴赫和他的合著者之一,安娜·惠特克(Anna Whitaker),当时是堪萨斯大学的研究生,现在在多伦多大学米西索加分校(University of Toronto-Mississauga)工作,用光学显微镜分析了每一块化石,发现其中至少有一块化石是古石菌类。

Leibach与朱利安Kimmig,当时KU生物多样性研究所,现在宾夕法尼亚州立大学,来确定,为了能够证实他们最初的发现,他需要提供额外的帮助分析复杂的显微镜设备位于μx射线微量分析的核心,由希夫鲍尔导演。利用密歇根大学的核心设施,Leibach将他的分析集中在古代动物的微观板块在化石上留下的凹痕上,这是古水蛭的特征。

“这些非常小的矿化板通常nanometers-to-micrometers大小,因此我们需要设备的援助Schiffbauer博士的实验室里能够详细研究它们,因为他们的大小、方向和分布是如何分类的生物属和物种水平,“Leibach说。

莱巴赫说,研究小组发现了几个原因,可以解释为什么与世界其他地区相比,这种特殊的化石在北美的数量有限。它们是:

  • 地球化学限制或不同的环境可能更倾向于保存这些类型的生物。
  • 生态竞争,这可能导致这种类型的生物在某些地区竞争力较低或数量较少。

新的分类单元被命名Arrakiscolex aasei以弗兰克·赫伯特(Frank Herbert)的小说《沙丘》(Dune)中的虚构星球阿拉基斯(Arrakis)命名,那里居住着一种盔甲虫和标本收集者阿尔维德·阿斯(Arvid Aase)。

参考文献:《犹他州西部寒武纪(Miaolingian, Drumian) Marjum组的第一个古昆虫》,韦德·w·雷巴赫、Rudy Lerosey-Aubril、安娜·f·惠特克、詹姆斯·d·希夫鲍尔和Julien Kimmig, 2021年9月6日,Acta Palaeontologica Polonica
DOI: 10.4202 / app.00875.2021

这项研究发表在Acta Palaeontologica Polonica,一本国际季刊,出版古生物学各领域的论文。该基金由美国国家科学基金会职业基金(1652351)、美国国家科学基金会地球科学仪器和设施基金(1636643)、堪萨斯大学本科生研究基金、美国地质学会中南部提供的学生研究基金、以及哈佛大学的J. Ortega-Hernández无脊椎古生物学实验室。yabo124该研究的作者要感谢Arvid Aase和Thomas T. Johnson捐赠了研究中分析的样本。

注:Palaeoscolecid发音为“pale-Eo-sko-les-sid”。

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