中寒武纪的Brooksella是六角海绵、遗迹化石还是伪化石？

Brooksella的形状是可变的Credit: PeerJ (2023). DOI: 10.7717/peerj.14796/fig-5

（化石网）据美国物理学家组织网（by PeerJ）：100多年前，史密森学会的查尔斯·杜利特尔·沃尔科特(Charles Doolittle Walcott)被要求检查来自阿拉巴马州约5.14亿年前的康那绍加地层的奇怪星形化石。沃尔科特将这些奇怪的化石描述为水母，可能漂浮在现在美国东南部的中寒武纪海洋中。他一点也不知道他命名的寒武纪化石会引起100多年的争议。

这场争论的焦点在于对Brooksella到底是什么的解释:它真的是一种对中寒武纪海洋生态系统至关重要的水母吗？在那个时代，动物首次在地球上起源并多样化。还是Brooksella只是保存了气泡？或者可能是一种球根藻？还是乳白色二氧化硅制成的玻璃海绵？

或者，正如假设的那样，也许Brooksella根本不是化石。

使用形状和化学分析结合高分辨率3D成像，我们评估了Brooksella是否是一种化石，如海绵，一种痕迹化石，代表蠕虫状动物的洞穴，或者不是化石。我们发现Brooksella缺乏玻璃海绵的特征，特别是组成身体的乳白色融合骨针。它也没有像海绵在一生中所期望的那样成长。重要的是，在野外，它所谓的流出管道(osculum)总是在沉积物中向下，这使得它很难——如果不是不可能的话——过滤水作为食物。

我们也没有发现任何迹象表明蠕虫形成了标志性的星形叶。然后，我们将Brooksella的成分和内部结构与来自相同中寒武世岩层的硅石结核进行了比较。我们没有发现Brooksella和结石之间的任何差异，除了Brooksella有叶而结石没有。因此，我们得出结论，Brooksella不是中寒武世早期海绵多样化的一部分，而是一种不寻常的二氧化硅结核。结石可以是各种各样的形状，有些看起来像是有机形成的。

我们的发现具有双重意义:首先，有许多神秘的寒武纪化石需要仔细研究，以确定它们是否真的是化石，从而帮助古生物学家完善地球上大多数主要动物群体起源时寒武纪的生物多样性估计。其次，这不是第一次寒武纪不寻常的化石和岩石让科学家困惑，我们的发现强调了密切审查早期化石材料的必要性，特别是使用更新、更强大的分析技术，如微CT结合经典的实验室和实地方法。

弗吉尼亚理工大学地球科学系的莫里森·诺兰说:“Brooksellaalternata让我感兴趣，因为这么多科学家致力于识别它，并得出了非常不同的结论。它确实说明了区分一种生命和另一种生命，甚至区分生命和非生命是多么困难，这对地质记录中的早期材料来说尤其具有挑战性。

“像佐治亚州矿产协会这样的业余古生物学/地质学团体帮助我了解了布鲁克塞拉和我周围其他有趣的地质特征。这些团体在向公众传授地质历史方面做得很好，并把人们带到实地去看和了解这些特征。”

美国佐治亚州雅典市佐治亚大学的古生物学教授萨莉·沃克说:“布鲁克塞拉引起了我的兴趣，因为与大多数化石不同，它有一个像星形膨化糕点一样的三维形状，这对于像海绵一样柔软的动物来说是不寻常的。在石化过程中，海绵通常会变得像马路杀手一样扁平——尤其是超过5亿年的化石。

“同样令人费解的是，没有人检查布鲁克塞拉住在哪里，它的方向；如果他们这样做了，他们会发现大多数脑叶是向下的，这对于海绵吃泥来说是没有意义的。最后，Brooksella之谜还在继续:究竟是什么物理、化学或者生物过程形成了这些奇怪的Brooksella结石？这是未来古生物学家要解决的问题。

密苏里大学地质科学副教授James Schiffbauer说:“尽管microCT在材料科学和工程领域的应用几乎无止境，但它在解释化石记录方面的能力才刚刚开始被探索。这个项目是一个很好的例子，说明我们可以通过应用microCT来解决化石之谜。当我们可以参照Brooksella过去的许多解释来仔细研究它的内部结构时，越来越明显的是，它们没有一个真正匹配。”