納米比亞納馬群埃迪卡拉紀(jì)海底的重建，顯示了早期動(dòng)物的進(jìn)化多樣性。鳴謝:牛津大學(xué)自然歷史博物館/強(qiáng)大的趨勢(shì)化石
（神秘的地球uux.cn）據(jù)牛津大學(xué)：牛津大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究讓我們離解決自查爾斯·達(dá)爾文以來一直困擾博物學(xué)家的一個(gè)謎更近了一步:動(dòng)物最早出現(xiàn)在地球歷史上是什么時(shí)候？這項(xiàng)名為“化石化過程和我們對(duì)動(dòng)物遠(yuǎn)古時(shí)代的解讀”的研究已經(jīng)發(fā)表在《生態(tài)與進(jìn)化趨勢(shì)》雜志上。
動(dòng)物首次出現(xiàn)在大約5.74億年前的雜志化石記錄中。它們的牛津到來似乎是寒武紀(jì)(5.39億年前至4.85億年前)巖石中的突然“爆炸”，似乎與進(jìn)化變化的大學(xué)動(dòng)物的進(jìn)典型漸進(jìn)速度相反。許多科學(xué)家(包括達(dá)爾文本人)認(rèn)為，研究第一批動(dòng)物實(shí)際上早在寒武紀(jì)之前就已經(jīng)進(jìn)化了，闡明但他們無法解釋為什么它們會(huì)從化石記錄中消失。生態(tài)
例如，進(jìn)化“分子鐘”方法表明，趨勢(shì)動(dòng)物首次進(jìn)化發(fā)生在8億年前，雜志即新元古代早期(10億年前至5.39億年前)。牛津這種方法利用基因累積突變的大學(xué)動(dòng)物的進(jìn)速率來確定兩個(gè)或更多現(xiàn)存物種最后共享一個(gè)共同祖先的時(shí)間點(diǎn)。但是研究，盡管新元古代早期的巖石含有微生物化石，如細(xì)菌和原生生物，但沒有發(fā)現(xiàn)動(dòng)物化石。
這給古生物學(xué)家提出了一個(gè)難題:分子鐘法是否高估了動(dòng)物首次進(jìn)化的時(shí)間點(diǎn)？或者在新元古代早期有動(dòng)物存在，但是太軟太脆弱而無法保存？

Dickinsonia，澳大利亞埃迪卡拉期羅恩斯利石英巖地層埃迪卡拉生物群中最古老的動(dòng)物化石之一。五億六千萬到五億五千萬年前。信用:Lidya Tarhan
為了對(duì)此進(jìn)行調(diào)查，由牛津大學(xué)地球科學(xué)系的羅斯·安德森博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組對(duì)有望捕捉到最早動(dòng)物化石的保存條件進(jìn)行了迄今為止最徹底的評(píng)估。
主要作者羅斯·安德森博士說，“第一批動(dòng)物可能缺乏礦物外殼或骨骼，可能需要特殊條件才能成為化石。但是某些寒武系泥巖沉積物顯示出異常的保存，甚至是柔軟而脆弱的動(dòng)物組織。我們推斷，如果這些被稱為伯吉斯頁巖型(BST)保存的條件也發(fā)生在新元古代巖石中，那么化石的缺乏將表明當(dāng)時(shí)真正沒有動(dòng)物?！?br>為了調(diào)查這一點(diǎn)，研究小組對(duì)來自近20個(gè)地點(diǎn)的寒武紀(jì)泥巖沉積物樣本使用了一系列分析技術(shù)，以比較那些含有BST化石的樣本和那些只保存了礦物遺骸的樣本(如三葉蟲)。這些方法包括在牛津大學(xué)地球科學(xué)和材料系進(jìn)行的能量色散X射線光譜和X射線衍射，以及在英國國家同步加速器鉆石光源進(jìn)行的紅外光譜。
分析發(fā)現(xiàn)，具有特殊BST類型保存的化石特別富含一種叫做berthierine的抗菌粘土。在大約90%的情況下，含有至少20% berthierine的樣品產(chǎn)生BST化石。
BST化石的微尺度礦物圖顯示，另一種抗菌粘土，稱為高嶺石，似乎在早期階段直接與腐爛的組織結(jié)合，在石化過程中形成保護(hù)性光環(huán)。
安德森博士說:“這些粘土的存在是巖石中是否藏有BST化石的主要預(yù)測(cè)因素。”“這表明粘土顆粒起到了抗菌屏障的作用，阻止細(xì)菌和其他微生物分解有機(jī)物質(zhì)?！?br>然后，研究人員應(yīng)用這些技術(shù)分析了大量化石豐富的新元古代泥巖沉積物的樣本。分析顯示，大多數(shù)沒有保存BST所必需的成分。然而，努納武特(加拿大)、西伯利亞(俄羅斯)和斯瓦爾巴德(挪威)的三個(gè)礦床與寒武紀(jì)的BST巖石具有幾乎相同的成分。盡管如此，這三個(gè)礦床的樣本中沒有一個(gè)包含動(dòng)物化石，盡管條件可能有利于它們的保存。
安德森博士補(bǔ)充說，“在這些罕見的早期新元古代樣本中，粘土與化石的分布以及與異常寒武紀(jì)沉積物的相似性表明，在這兩種情況下，粘土都附著在腐爛的組織上，并且在這兩個(gè)時(shí)期都有利于BST保存的條件。這提供了第一個(gè)‘不存在的證據(jù)’，并支持了動(dòng)物在新元古代早期沒有進(jìn)化的觀點(diǎn)，這與一些分子鐘的估計(jì)相反?！?br>
Charnia的重建，它是距今5.74億年前埃迪卡拉紀(jì)第一個(gè)動(dòng)物化石的候選者。鳴謝:牛津大學(xué)自然歷史博物館/強(qiáng)大的化石
根據(jù)研究人員的說法，這項(xiàng)研究表明動(dòng)物起源的最大年齡可能是7.89億年左右:斯瓦爾巴特群島地層的最小估計(jì)年齡。該小組現(xiàn)在打算尋找具有BST保存條件的越來越年輕的新元古代礦床。這將證實(shí)動(dòng)物從化石記錄中消失的巖石年代，因?yàn)樗鼈兇_實(shí)不存在，而不是因?yàn)闂l件不允許它們成為化石。他們還打算進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，調(diào)查BST保存中粘土-有機(jī)物相互作用的機(jī)制。
安德森博士補(bǔ)充說，“在微觀層面上繪制這些巖石的組成，讓我們能夠以一種我們以前從未能夠做到的方式了解這種特殊化石記錄的性質(zhì)。最終，這可能有助于確定化石記錄如何偏向于保存某些物種和組織，從而改變我們對(duì)不同地質(zhì)時(shí)代生物多樣性的看法?！?

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