威爾士發現4.6億年前的海底“迷你世界”

近日，在英國威爾士中奧陶世地層中，一支國際聯合科研團隊發現了一個保存有大量精美軟軀體化石的特異埋藏化石庫，該生物群因大多數生物體型較小而被稱為海底“迷你世界”，為早期動物小型化研究提供了一個新的視角。相關研究成果5月1日發表于《自然—生態與進化》（Nature Ecology & Evolution）。

化石是研究地球歷史、生物演化重要的直接證據，特別是保存有軟軀體的生物類群，為了解早期生物的形態和生態群落特征提供了無與倫比的窗口，該類型生物群又被稱為“特異埋藏化石庫”。

1909年，在加拿大西南部不列顛哥倫比亞地區的中寒武世布爾吉斯頁巖中，美國古生物學家沃爾科特曾發現過此類化石生物群，稱之為“布爾吉斯頁巖型”動物群。一直以來，這類保存完好的“布爾吉斯頁巖型”化石庫通常限于寒武紀，而在年代更新的奧陶紀地層中鮮有發現。

此次，中國科學院南京地質古生物研究所（以下簡稱南京古生物所）外籍科學家Joseph P. Botting、副研究員馬俊業與研究員張元動等人組成一支國際科研團隊，他們發現的“布爾吉斯頁巖型”特異埋藏化石庫——城堡灘生物群（Castle Bank fauna）位于英國威爾士中部城堡灘采石場。

馬俊業向《中國科學報》介紹，該地區在奧陶紀時期位于阿瓦隆尼亞（Avalonia）大陸板塊，處在南半球溫帶地區。該生物群地層上部主要由筆石泥巖組成，含火山灰紋層和較厚的凝灰巖互層。通過對筆石生物地層的研究表明，城堡灘生物群的時代為中奧陶世達瑞威爾期，距今約4.62億年。

據了解，城堡灘生物群已發現有170多種生物，涵蓋海綿動物、刺細胞動物，棘皮動物、脊索動物，節肢動物、軟體動物、星蟲類、曳鰓動物、苔蘚動物、環節動物、腕足動物等多個動物門類。其中，海綿動物最為豐富，約40種。許多化石保存著軟組織，如消化系統和神經組織如眼睛、視神經和大腦等。另外，該生物群中大多數生物體型較小，體長約1～5毫米長。“體型小也給化石采集和研究帶來困難。”馬俊業告訴《中國科學報》。

通過與已發表的早奧陶世“布爾吉斯頁巖型”動物群，如摩洛哥Fezouata生物群和威爾士Afon Gam生物群等的對比，此次的研究發現，無論是從總體生物還是軟軀體生物方面，城堡灘動物群都具有較高的生物多樣性。同時，城堡灘動物群既包括了寒武紀生物群的典型類群，如捕食型生物似歐巴賓海蝎節肢動物，也含有豐富的古生代濾食性的新生類型，如腕足、筆石以及苔蘚蟲等。

因此，城堡灘動物群不僅提供了海洋動物群由寒武紀生物群向古生代生物群演變的新視角，也揭示了海洋生態平衡系統從寒武紀捕食型主導向古生代濾食性動物主導類型轉變的新階段。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41559-023-02038-4.