距今約5.39億年的埃迪卡拉紀—寒武紀轉(zhuǎn)折期，記錄了地球歷史上最為深刻的生態(tài)系統(tǒng)變革之一。近日，中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所（以下簡稱“南京古生物所”）早期生命研究團隊在湖北宜昌“石板灘生物群”研究中取得重要進展，發(fā)現(xiàn)了迄今最古老的復(fù)雜三維潛穴系統(tǒng)，為理解埃迪卡拉紀—寒武紀轉(zhuǎn)折期生態(tài)系統(tǒng)的重大轉(zhuǎn)型提供了關(guān)鍵行為學証據(jù)。相關(guān)成果日前發(fā)表於國際學術(shù)期刊《科學進展》。

在埃迪卡拉紀，海洋底部覆蓋著幾乎靜止不動、形態(tài)各異的各類生物，顯得靜謐而奇異﹔而寒武紀的海洋則變得熱鬧起來，在相對短暫的地質(zhì)時期內(nèi)，現(xiàn)代幾乎所有動物門類的“祖先”相繼出現(xiàn)。從“靜默世界”到“生命爆發(fā)”，轉(zhuǎn)折如何發(fā)生？

南京古生物所研究員陳哲與博士生劉雅榕對湖北宜昌“石板灘生物群”（距今約5.5億—5.43億年）的遺跡化石進行了系統(tǒng)研究，在埃迪卡拉紀向寒武紀過渡時期的生物群中，發(fā)現(xiàn)了多個遺跡化石種，並建立一個新遺跡化石種。結(jié)合該生物群中已發(fā)現(xiàn)的三維遺跡化石及蝌蚪狀遺跡，研究人員深入討論了動物垂向探索行為出現(xiàn)的演化與生態(tài)學意義，揭示了動物復(fù)雜行為在寒武紀大爆發(fā)前夕就已出現(xiàn)。這些遺跡化石的發(fā)現(xiàn)，代表著該時期動物不僅在二維表面活動，還開始向更深的沉積物中推進，顯示出高效、復(fù)雜的三維探索行為。和原有認識相比，本次發(fā)現(xiàn)將復(fù)雜的動物行為對海底環(huán)境的改造時間提早了近一千萬年。

從“二維”到“三維”的行為轉(zhuǎn)變，帶來了怎樣的后果？埃迪卡拉型生物依賴海底的微生物席生活，但動物的垂向探索行為卻像一臺“翻土機”，促使微生物席逐漸衰退，不斷動搖埃迪卡拉型生物的生態(tài)根基，為其他后生動物多樣性演化創(chuàng)造了新的生態(tài)機遇。在多種生物與非生物因素的協(xié)同作用下，這一過程最終推動了埃迪卡拉紀—寒武紀生態(tài)系統(tǒng)的深刻轉(zhuǎn)型。

“這些發(fā)現(xiàn)表明‘寒武紀大爆發(fā)’是由埃迪卡拉紀一系列的前期創(chuàng)新，尤其是行為創(chuàng)新所鋪墊和催化的。這也代表，動物不僅是環(huán)境的產(chǎn)物，也逐步成為改變環(huán)境的強大力量?！标愓苷f。（記者蘇雁、光明網(wǎng)記者姬尊雨）

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