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沉寂了二十多年後又重見天日的最早四足動物化石
是哪種生物第一次脫離了史前沼澤,實現陸地生存,從而邁出了地球生物從稱霸海洋到征服陸地的第一步?這個問題長期困擾著古生物學家們。在業已發現的化石中,古生物學家們研究發現,有長達3000萬年的生物進化空白一直無法填補,這一空白被稱為“柔默空缺”(Romer’s Gap)。人們一直在尋找生存在這關鍵的3000萬年間的過渡物種,它是所有現代陸地生物的共同祖先。
據美國媒體7月3日報道,英國古生物學家詹尼弗 克拉克在本週三宣佈,在英格蘭發現的一個距今3.5億年的鱷魚狀生物化石,填補了脊椎動物由水棲向陸地進化的空白。
生活在3.5億年前
該生物屬於四足動物,生活在距今約3.5億年前,恰好是古生物學上著名的“柔默空缺”(Romer’s Gap)的中期。
英國康橋大學的古生物學家詹尼弗 克拉克在一篇文章中描述道,這只四足動物擁有魚類的特徵,也許部分時間依然生活在水中,但它的骨骼特徵顯示它能夠進行陸地行走。克拉克説:“這是一個真正的大發現,它也許是第一隻擁有五趾足部的動物。但是我目前還不能下定論。”
在泥盆紀晚期,即大約3.65億年前,四足動物用漿狀的足來游泳,就像今天的海豹一樣。因為這樣可以讓它們能夠向後退或向旁邊橫移。但是也可能是另一種情況,克拉克説:“這只四足動物的腳看上去比較適合向前運動,即更適合陸地行走。”那就是説,它的中趾在運動中是指向前方的,就像現代的狗和老鼠一樣。
魚類和四足動物過渡品種
以前也曾出土過泥盆紀晚期的四足動物化石,比較著名的是Acanthostega,這種生物已經演化出前後肢,但每肢都有8趾。而且,它具有更多的魚類特徵,如有鰓、鰭和只能在水中起作用的感官。倫敦自然歷史博物館的古生物學家珀 阿爾博格説,Acanthostega也許一生很少會離開水。
在泥盆紀之後的化石記錄突然中斷,形成了至少3000萬年的空白期。
當化石記錄繼續時,已經是距今約2.5億年前。當時,地球上已經出現了大量的陸地四足動物,如現代哺乳動物的祖先、兩棲動物的祖先、爬行動物的祖先和鳥類的祖先等,各物種已經出現明顯的分化,開始向不同的方向演變。
這就引出了問題。加拿大生物學家羅伯特 卡洛爾説:“我們缺乏一個現代四足動物的共同祖先。長達3000萬年的‘柔默空缺’是古生物學上的一個黑盒子,坦白説,它使我夜夜難以安枕。”
而克拉克最近的發現可以讓生物學家們睡個好覺了。
曾被錯當成魚類化石
其實,這具化石發現于1971年,它當時被錯誤地歸類為一種已經滅絕的葉狀魚。但是到了上個世紀90年代中期,克拉克的學生在查看博物館收藏品時注意到了這具化石,發現了一些不尋常的齒狀突起,於是,他把它帶回康橋做進一步研究。
克拉克説:“我一看到這具化石就變得興奮起來,我認出這種生物的腹部和魚有很大不同,我還注意到了它有一塊突出的骨骼,那是坐骨。於是,我興奮異常,因為我知道這不是魚而是只四足動物。”
克拉克將化石的孢子樣品拿到實驗室中研究,發現化石屬於距今約3.5億年的泥盆紀後期。通過4年的努力,克拉克成功將包在外面的石塊剝離,將整個骨骼化石呈現在世人面前。
克拉克説,她曾經到發現這具化石的地區去考察,希望搜尋到更多的化石樣品,但是沒有收穫。也許,這種生物存在的時期是短暫的,也許,我們沒找對地方。
名詞解釋
“柔默空缺”
阿爾弗雷德 舍伍德 柔默是一名20世紀五六十年代的美國古生物學家和科普作家。他是第一個提出這種説法的人:在距今約3.65億~3.35億年間,地球生物開始從水生向陸生演化,但目前已經發現的化石缺乏這種過渡期物種,這一長達3000萬年的生物演化史是空白。因此,這一時期變被稱為“柔默空缺”(Romer’s Gap)。柔默認為,在一個淺水環境中,也許是一個小礁湖或淺灘中,水中鹽分的濃度極易受到水位漲高或降低的影響,這樣的環境將促使生物演化出能夠在陸地行走的肢體,以便它們能拓展自己的覓食範圍。
《資訊時報》 2002年7月5日