5.67亿年前的化石改写动物生命起源史

最新发现的一些埃迪卡拉纪化石大约有5.67亿年历史。它们的年代表明，动物开始运动和进行有性繁殖的时间，可能比过去证据所示早500万到1000万年。这项研究由美国自然历史博物馆和达特茅斯学院科学家主导，发表于《科学进展》（Science Advances）。

美国自然历史博物馆无脊椎古生物学副策展人、研究第一作者斯科特·埃文斯说：“地球上有30亿年主要由微生物主宰生命世界。突然之间，我们看到了这些长相奇怪、足够大能被人眼看见，而且能做出今天我们觉得熟悉的行为的海洋动物。如果我们想理解这一转变——生命何时第一次变大、变复杂，并明确成为动物——这个新遗址有巨大潜力。”

### 进入最早动物的罕见窗口
埃迪卡拉纪生物形态很陌生，包括扁平圆盘、叶状和带肋条纹的椭圆形。它们的化石是最早多细胞动物生命最直接的记录。一些埃迪卡拉纪物种与今天仍存在的动物类群有关，包括软体动物、线虫、栉水母动物和刺胞动物（包括水母和珊瑚）。其他物种不像今天任何现生生物。即便如此，它们仍包括已知最早的能够运动寻找食物或进行有性繁殖的动物。

大多数这些生物生活在动物普遍演化出贝壳、骨骼或其他坚硬身体部位之前。它们的柔软身体很少形成化石，只有特殊环境条件才能保存下来。

埃迪卡拉纪化石在除南极洲以外的所有大陆都有发现，但拥有超过10个物种的遗址极其罕见。因此，科学家从这一持续约4000万年的关键时期获得的证据仍然有限。

### 在北美发现的白海生物组合
研究人员根据埃迪卡拉纪生物在地层记录中的位置，把它们分为三大生物组合（assemblages）：阿瓦隆生物组合（约5.75亿至5.59亿年前）、白海生物组合（约5.59亿至5.50亿年前）和纳马生物组合（约5.50亿至5.38亿年前）。

在这次发现之前，白海生物组合化石曾在欧洲、亚洲和澳大利亚有记录，但没有在北美发现。新化石在加拿大麦克肯齐山脉的古老岩层中发现。

该遗址位于萨图·丁恩人和梅蒂斯人传统领地上。这些社区成员为研究者提供了进入和研究该地区的指导与许可。

这项工作建立在此前该地区地质研究基础上，但新发现的规模和多样性是一次重大进展。科学家识别出100多件化石，包括六个以前从未在北美记录过的类群。

更令人意外的是它们的年代。一些标本大约有5.67亿年历史，比其他已知的白海生物化石早500万到1000万年。这使它们与更古老的阿瓦隆生物组合处于同一大时间范围内。

这些含化石岩层还被数百英尺厚的岩石覆盖，其中可能包含更多标本，说明还有大量东西等待发现。

该研究共同作者、达特茅斯学院地球与行星科学副教授贾斯汀·斯特劳斯说：“这个新遗址不仅高度多样，而且位于岩石序列中我们此前缺乏化石遗存的层位。这真的令人兴奋。根据我们对加拿大西北部区域地质的理解，这里有很大的潜力让我们重新认识埃迪卡拉纪的地球历史。”他探索这个地区约15年。

### 来自古代海底的奇怪生物
一些化石代表在北美此前从未发现过的生物。

狄更逊虫（Dickinsonia）是一种在海底移动的扁平动物。它没有口，可能通过整个下表面吸收细菌和藻类获取营养。埃文斯把它分裂成圆形的身体比作“垫子”或“煎饼”。

Funisia是一种固定生活的管状生物，以大小相似的个体成群出现。它提供了已知最早的有性繁殖化石证据。像现代珊瑚一样，它可能通过把精子和卵子协调释放到周围水中进行繁殖。

金贝拉虫（Kimberella）依靠肌肉质足部移动，并从海底刮取食物。科学家常把它解释为软体动物的早期近亲。新发现的标本可能使它成为已知最早的化石两侧对称动物（bilaterian）。两侧对称动物有明确前后、背腹，以及左右对称，占所有已知动物的99%以上。

该遗址还保存了Eoandromeda化石，它可能是栉水母，有八条呈螺旋排列的腕。

### 动物创新是否开始于深水环境？
这些化石表明，这些生物生活在比科学家过去认为的白海生物组合更深的水域。

这支持一种正在发展的观点：早期动物可能首先出现在远离海岸、海洋更深处，然后逐渐扩散到较浅的沿海水域。这一模式与后来动物演化中更常见的情况相反。

埃文斯说：“这些结果提示一种模式：演化创新先在更深环境中开始，后来才向海岸扩散。我们把深海看成黑暗、不适宜居住的地方，但它也相对稳定，温度和氧气等对多数动物生命很重要的因素变化不大。这种稳定性可能为支持早期动物生命提供了关键机会。”

因此，深海的稳定条件可能为动物多样化最早阶段提供了有利环境。

### 保护加拿大化石记录
这些化石最终将成为加拿大西北地区耶洛奈夫市威尔士亲王北方遗产中心永久馆藏的一部分。

这项研究的其他共同作者包括斯坦福大学埃里克·斯珀林和宾夕法尼亚州立大学金伯利·劳。研究获得美国航天局天体生物学资助、美国国家科学基金会资助以及美国国家科学基金会地球科学前沿研究资助。