科学家揭示埃迪卡拉纪—寒武纪转折期生态系统变化

  【瞧！我们的前沿科技】

  本报南京11月2日电（记者苏雁、光明网记者姬尊雨）距今约5.39亿年的埃迪卡拉纪—寒武纪转折期，记录了地球历史上最为深刻的生态系统变革之一。近日，中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称“南京古生物所”）早期生命研究团队在湖北宜昌“石板滩生物群”研究中取得重要进展，发现了迄今最古老的复杂三维潜穴系统，为理解埃迪卡拉纪—寒武纪转折期生态系统的重大转型提供了关键行为学证据。相关成果日前发表于国际学术期刊《科学进展》。

  在埃迪卡拉纪，海洋底部覆盖着几乎静止不动、形态各异的各类生物，显得静谧而奇异；而寒武纪的海洋则变得热闹起来，在相对短暂的地质时期内，现代几乎所有动物门类的“祖先”相继出现。从“静默世界”到“生命爆发”，转折如何发生？

  南京古生物所研究员陈哲与博士生刘雅榕对湖北宜昌“石板滩生物群”（距今约5.5亿—5.43亿年）的遗迹化石进行了系统研究，在埃迪卡拉纪向寒武纪过渡时期的生物群中，发现了多个遗迹化石种，并建立一个新遗迹化石种。结合该生物群中已发现的三维遗迹化石及蝌蚪状遗迹，研究人员深入讨论了动物垂向探索行为出现的演化与生态学意义，揭示了动物复杂行为在寒武纪大爆发前夕就已出现。这些遗迹化石的发现，代表着该时期动物不仅在二维表面活动，还开始向更深的沉积物中推进，显示出高效、复杂的三维探索行为。和原有认识相比，本次发现将复杂的动物行为对海底环境的改造时间提早了近一千万年。

  从“二维”到“三维”的行为转变，带来了怎样的后果？埃迪卡拉型生物依赖海底的微生物席生活，但动物的垂向探索行为却像一台“翻土机”，促使微生物席逐渐衰退，不断动摇埃迪卡拉型生物的生态根基，为其他后生动物多样性演化创造了新的生态机遇。在多种生物与非生物因素的协同作用下，这一过程最终推动了埃迪卡拉纪—寒武纪生态系统的深刻转型。

  “这些发现表明‘寒武纪大爆发’是由埃迪卡拉纪一系列的前期创新，尤其是行为创新所铺垫和催化的。这也代表，动物不仅是环境的产物，也逐步成为改变环境的强大力量。”陈哲说。