长远科学导致陆地动物祖先年龄的修正
在苏格兰西洛锡安的东柯克顿采石场发现的Westlothiana lizziae化石。图片来源:苏格兰国家博物馆
(化石网cnfossil.com)据得克萨斯大学奥斯汀分校:1984年,苏格兰的一位业余古生物学家发现了一个非凡的标本:一块近乎完整的蜥蜴或蝾螈化石。它的体积很小,只有20厘米,这将成为动物进化之谜中的一个关键部分。
这种被称为Westlothiana lizziae的生物是四足动物从生活在水下进化到生活在地球上的最早例子之一。它和其他类似的茎四足动物是今天存在的两栖动物、鸟类、爬行动物和哺乳动物(包括人类)的共同祖先。
尽管它具有重要意义,但研究人员从未确定过化石的准确年龄。但多亏了得克萨斯大学奥斯汀分校的新研究,科学家们现在知道,Westlothiana lizziae以及来自苏格兰同一地点的类似蝾螈的生物可能比以前想象的要老1400万年。
这个新时代可以追溯到3.46亿年前,它增加了这一发现的重要性,因为它将标本放在化石记录中一个名为罗默峡的神秘洞里。
这项研究最近发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上,由赫克托·加尔扎领导,他刚刚从犹他大学杰克逊地球科学学院地球与行星科学系获得博士学位。加尔扎在开始使用一种称为放射性测年的地球化学技术对古代化石进行测年时,冒了一个险。
这是因为虽然地球科学家可以使用锆石晶体来确定岩石形成的时间,但并非所有岩石类型都适合这种分析。苏格兰发现化石的地点靠近古火山,这些火山的熔岩流早已硬化成玄武岩,而锆石通常不会在那里形成。其他科学家警告加尔扎,对岩石进行化学测年可能没有结果。
加尔萨说:“我认为这是以前没有人试图进入他们的原因之一。”。“因为获取锆石需要花费大量时间和精力,然后冒着找不到锆石的风险。”
大约3.46亿年前,对东柯克顿地区的环境重建描绘了Westlothiana lizziae栖息在岩石上。图片来源:Hector Garza
但他很幸运。随着火山口的泥浆倾泻而下,流动的熔岩和碎片侵蚀了含有锆石的沉积物,锆石被卷入了一个正在形成石灰岩的湖泊,将这些早期的四足动物埋葬。
加尔扎对杰克逊学院的11个岩石样本进行了X光检查,并从其中6个化石周围的岩石中提取出锆石。然后,他在休斯顿大学对锆石进行了铀铅激光测年,以确定它们可能的最古老年龄。
在加尔萨赌博之前,科学家们认为这些化石与世界各地的类似化石一样古老,大约有3.31亿年的历史。
更准确、更古老的最大年龄3.46亿年具有重要意义,因为它将标本置于罗默峡。这是一个从3.6亿年前到3.45亿年前的时期,由于科学家们不太确定的原因,很少有化石被发现。正是在这个历史的关键时刻,水生鱼类发生了进化飞跃,长出了肺和四条腿,成为陆地动物。这是动物进化史上最关键的里程碑之一。
“我不能夸大标志性的东柯克兰四足动物的重要性,”杰克逊学院教授、这篇论文的合著者朱莉娅·克拉克说。“更好地限制这些化石的年龄是了解脊椎动物在陆地上出现的时间的关键。时间反过来又是评估为什么这种转变会发生的关键,以及环境中的哪些因素可能与这一事件有关。”
苏格兰发现化石的地点是东柯克顿采石场,这是早期四足动物记录的真正宝库。在那里发现了七个茎四足动物化石,包括Westlothiana lizziae。数亿年前,当这些早期的四足生物漫游时,这个地方是一个热带森林,附近有活火山、有毒湖泊和多样化的动植物群落。
苏格兰国家博物馆向加尔扎提供了围绕化石的岩石碎片,用于采样。其他研究合著者是杰克逊学院地球与行星科学系的Elizabeth Catlos和Michael Brookfield副教授,以及休斯顿大学地球与大气科学系教授兼系主任Thomas Lapen。
