美国发现的最古老三叠纪蚓螈化石揭示了现存两栖动物的起源

美国发现的最古老三叠纪蚓螈化石揭示了现存两栖动物的起源

石化森林国家公园古生物实验室在对雷雨岭化石地点的沉积物进行显微镜分拣时，发现了Funcusvermis gilmorei的下颚，不久之后，该下颚的显微镜照片。资料来源：本-克里格曼为弗吉尼亚理工大学拍摄的照片

Ben Kligman在亚利桑那州国家石化森林的Thunderstorm Ridge化石遗址。Credit: Adam Marsh

弗吉尼亚理工大学和石化森林国家公园的古生物学家于2018年夏天在雷雨岭进行挖掘。资料来源：本-克里格曼的照片

（化石网）据美国物理学家组织网（by Virginia Tech）：新发现的最小的化石可以颠覆古生物学家对我们历史的了解。

来自弗吉尼亚理工大学和美国石化森林国家公园的古生物学家团队发现了第一个“明确无误的”三叠纪时期的蚓螈化石，这是已知最古老的蚓螈化石，从而将这种小型穴居两栖动物的记录延长了大约3500万年。这一发现也填补了已知的两栖类动物化石记录中至少8700万年的空白。

该化石是由弗吉尼亚理工大学科学学院地球科学系的博士生Ben Kligman在2019年的一次挖掘中在亚利桑那州石化森林国家公园首次共同发现的。克利格曼将其命名为Funcusvermis gilmorei，该化石将蚓螈动物的历史追溯到3500万年前的三叠纪，大约在2.5亿至2亿年前。

在今天发表在《自然》杂志上的这项新研究之前，人们只知道10个化石蚓螈，可以追溯到大约1.83亿年前的侏罗纪早期。然而，根据Kligman的说法，以前的DNA研究估计蚓螈的进化起源可以追溯到石炭纪或二叠纪，大约3.7亿至2.7亿年前，标志着8700万年的差距。然而，没有发现这样的化石。

“最古老的蚓螈化石的发现凸显了新化石证据的重要性。没有这样的化石，古生物学和进化中许多悬而未决的问题都无法解决，”克利格曼说，他之前发现了一种2.2亿年前的犬齿类或干细胞哺乳动物，是现代哺乳动物的前身。“蚓螈类化石非常罕见，它们是古生物学家在寻找其他更常见动物的化石时偶然发现的。我们对其中一个的发现完全出乎意料，它改变了我科学兴趣的轨迹。”

2019年，克利格曼和石化森林国家公园学生实习生泽维尔·詹金斯(现为爱达荷州立大学博士生)发现了这些化石，当时两人正在通过显微镜处理公园昵称为雷暴山脊的化石沉积物。克利格曼说，Funcusvermis是在大约2.2亿年前的Chinle地层中发现的，当时亚利桑那州位于超大陆泛大陆中部的赤道附近。这一地区当时气候炎热潮湿。今天，亚利桑那州仍然很热，但湿度较低。

“在显微镜下看到第一个下颚，有着独特的双排牙齿，让我后背发凉，”克利格曼说。“我们立即知道这是一种蚓螈，是迄今为止发现的最古老的蚓螈化石，也是一生一次的发现。”

在这一发现之前，化石记录中8700万年的差距隐藏了蚓螈的早期进化史，导致科学家们就蚓螈与其两栖动物亲戚青蛙和蝾螈的关系进行了长达几十年的辩论。

“Funcusvermis扩展了在所有已知化石和活着的蚓螈中看到的潮湿赤道模式，这表明蚓螈的生物地理学历史受到这些生态环境的限制，可能是由于与湿度有关的生理限制，并受到泛古陆分裂后大陆板块进出潮湿赤道区的漂移的限制，”Kligman说。

现代蚓螈是无肢两栖动物，圆柱形身体，紧凑的子弹形头骨有助于它们在地下打洞。现在，蚓螈是南美、中美、非洲和南亚的专属家园，它们一生都在落叶层或土壤中打洞，寻找蠕虫和昆虫等猎物。这种地下存在使得科学家很难研究蚓螈。克里格曼半开玩笑地将现代蚓螈描述为“一个没有眼睛、长着蠕虫身体的傀儡。”

Funcusvermis实际上分享了与早期青蛙和蝾螈化石更相关的骨骼特征，加强了蚓螈和这两个群体之间共同起源和密切进化关系的证据。Funcusvermis还与古生物学家称为dissorophoid temnospondyls的一群古老的两栖动物有着共同的骨骼特征。Kligman补充说，“与现存的蚓螈不同，Funcusvermis缺乏许多与在地下打洞相关的适应能力，这表明在蚓螈进化的早期阶段，获得与地下生活方式相关的特征的速度较慢。”

现在，有趣的部分来了:“Funcusvermis”这个属名的灵感来自于俄亥俄州玩家1972年专辑《快感》中的歌曲“时髦的虫子”,这是作者们最喜欢的一首歌，在雷雨岭挖掘化石时经常播放“Funcus”一词来源于英语单词Funky的拉丁化形式，意为欢快有节奏的舞曲，而“vermis”一词来源于拉丁语，意为蠕虫。(顺便说一句，是首很棒的歌。可以说是即时耳虫。)

这个物种的名字叫吉尔摩雷，是为了纪念费城德雷克塞尔大学自然科学院的藏品经理内德·吉尔摩。(克利格曼来自费城，作为一名本科生志愿加入了吉尔摩的爬虫学湿集。“他是一位重要的导师，激发了我对化石和两栖动物的兴趣，”克利格曼说。)

这项研究的共同作者包括助理教授Michelle Stocker和副教授Sterling Nesbitt，他们来自弗吉尼亚理工大学地球科学系，是Fralin生命科学研究所全球变化中心的成员。其他作者包括首席古生物学家亚当·马什；博物馆馆长马修·史密斯；和威廉·帕克，科学和资源管理主任，都在石化森林国家公园；华盛顿大学伯克博物馆和生物系的博士后Bryan Gee。

“正如同名歌曲所说，这是世界上最可怕的蠕虫，”马什打趣道。

Stocker补充道，“我们收集的信息确实决定了我们可以说哪些动物出现了，它们有多少，它们长什么样。如果不使用这些方法进行化石收集和分析，我们将会错过了解这个三叠纪生态系统的许多重要方面。现在我们有了寻找什么骨头以及如何寻找它们的搜索图像，看看还有哪些化石地点保存着这些早期的lissamphibians化石将是令人兴奋的。”

奈斯比特说，这样的发现可以在最好的意义上重新设置古生物学的游戏棋盘。“这一发现清楚地表明，一些你几乎看不到的化石可以极大地改变我们对你今天可以看到的整个群体的理解，”他说。

克利格曼说，在石化森林国家公园，最初的发现是在2019年发现的，截至2022年夏天，至少有70个Funcusvermis个体的下颌被发现，使该地区成为“迄今为止发现的最丰富的产生蚓螈的化石骨床”。

克利格曼说，只发现了少量的鳍肢骨，包括上下颌骨、一块椎骨和一部分后肢。所有发现的骨头都是不完整的，不是完整的骨骼。没有完整的骨骼，Kligman和他的研究伙伴不能准确地确定Funcusvermis的体长，但从孤立的元素推断，如下颚不到四分之一英寸长，表明Funcusvermis是一种微小的动物。

“自2017年被发现以来，雷雨岭遗址已经产生了从淡水鲨鱼到恐龙等60多种动物的多样化组合，”克利格曼说。“最近还描述了在这个地方发现的其他几个新物种。该网站的许多其他新物种目前正在研究中，并将在未来几年内公布。”

换句话说，完全可以预期古生物学家对化石历史的了解会有更多的颠覆。

（化石网）据cnBeta：由博士生Ben Kligman领导的弗吉尼亚理工大学古生物学家团队在亚利桑那州首次发现了三叠纪时期的无足目化石，这是已知的最古老的同类化石。这一发现有助于填补之前没有发现化石的无足目历史记录中大约9000万年的巨大空白，令科学家们感到困惑。

这种新发现的化石可以颠覆古生物学家对我们历史的认识。

来自弗吉尼亚理工大学和美国石化森林国家公园的一个古生物学家团队，发现了第一个"明确无误的"三叠纪时期的无足目化石，这也是已知最古老的无足目化石--从而将这种小型的、会钻洞的哺乳动物的生存记录提前了大约3500万年，这一发现也填补了这种类似两栖动物的已知历史化石记录中至少8700万年的空白。

该化石最初是由弗吉尼亚理工学院地质科学系的博士生Ben Kligman在2019年的一次挖掘中在亚利桑那州的石化森林国家公园共同发现的。被Kligman命名为Funcusvermis gilmorei，该化石将无足目的历史延伸到3500万年前的三叠纪，大约是2.5亿到2亿年前。

在今天发表在《自然》杂志上的这项新研究之前，人们只发现了10个无足目化石，最早可以追溯到大约1.83亿年前的早侏罗纪时期。然而，以前的DNA研究估计无足目的进化起源可以追溯到石炭纪或二叠纪，大约3.7亿到2.7亿年前，据Kligman说，这标志着8700万年的差距。然而，以前没有发现这种化石。

"最古老的无足目化石的发现突出了新化石证据的关键性质。没有这样的化石，古生物学和进化论中许多最大的悬而未决的问题就无法得到解决。"Kligman说，他之前发现了一个2.2亿年前的犬牙交错或干哺乳动物的物种，这是现代哺乳动物的前身。"无足目化石是非常罕见的，它们是在古生物学家寻找其他更常见的动物化石时意外发现的。我们的发现完全出乎意料，它改变了我科学兴趣的轨迹。"

化石的发现是在2019年由Kligman和石化森林国家公园的学生实习生Xavier Jenkins（现在是爱达荷州立大学的博士生）发现的，当时两人正在通过显微镜处理公园内绰号为雷暴山脊的化石沉积物。Kligman说，Funcusvermis是在Chinle地层的一个层中发现的，其年代约为2.2亿年前，当时亚利桑那州位于赤道附近，处于超级大陆Pangaea的中央部分。当时这个地区受到炎热、潮湿气候的影响。今天，亚利桑那州仍然很热，但湿度很低。

"在显微镜下看到第一个下巴，其独特的双排牙齿，让我背脊发凉，"克里格曼说。"我们立即知道这是一个无足目，是迄今为止发现的最古老的无足目化石，也是一个千载难逢的发现。"

在这次发现之前，化石记录中8700万年的空白掩盖了无足目的早期进化历史，导致科学家们对无足目与它们的两栖动物亲戚--青蛙和蝾螈的关系进行了长达几十年的争论。

Funcusvermis扩展了所有已知的化石和活体无足目中出现的潮湿赤道模式，这表明无足目的生物地理历史一直被限制在这些生态环境中，可能是由于与湿度有关的生理限制，并受到盘古大陆分裂后大陆板块漂移进入和离开潮湿赤道区的制约。

现代无足目是没有四肢的两栖动物，具有圆柱形的身体和紧凑的子弹形头骨，有助于它们钻入地下。现在，穴居动物只生活在南美洲和中美洲、非洲和亚洲南部，它们一生都钻在落叶层或土壤中寻找猎物，如蠕虫和昆虫。这种地下生存方式使科学家难以研究尾丝虫。克里格曼以幽默的口吻将现代尾丝虫描述为"没有眼睛的袜子木偶，有着蠕虫般的身体"。

Funcusvermis实际上与早期青蛙和蝾螈化石有更多相关的骨骼特征，加强了无足目与这两类动物之间共同起源和密切进化关系的证据。Funcusvermis还与古生物学家称为dissorophoid temnospondyls的古代两栖动物群共享骨骼特征。Kligman补充说："与活着的无足目不同，Funcusvermis缺乏许多与钻入地下有关的适应性，这表明在无足目进化的早期阶段，获得与地下生活方式有关的特征的速度较慢。"

现在，有趣的部分来了。属名'Funcusvermis'的灵感来自于俄亥俄演奏家1972年的歌曲"Funky Worm"，这首歌来自他们的专辑《Pleasure》，这是作者最喜欢的歌曲，在雷暴岭挖掘化石时经常播放。Funcus"源自英语单词Funky的拉丁化形式，指的是节奏感强的舞曲形式，而"vermis"则源自拉丁语中的虫子。

这个物种的名字gilmorei是为了纪念费城德雷塞尔大学自然科学院的收藏经理Ned Gilmore。

这项研究的共同作者包括弗吉尼亚理工大学地球科学系的助理教授Michelle Stocker和副教授Sterling Nesbitt，以及作为弗拉林生命科学研究所一部分的全球变化中心的成员。其他作者包括首席古生物学家亚当-马什、博物馆馆长马修-史密斯和科学与资源管理主管威廉-帕克，他们都在石化森林国家公园；以及华盛顿大学伯克博物馆和生物系的博士后研究员布莱恩-吉。

"正如同名歌曲所说，它是世界上最有趣的虫子，"马什夸奖道，他们也在充分期待发掘更多的素材，从而能够颠覆古生物学家对化石历史的认识。