化石发现揭示，大峡谷是早期动物进化的“金发姑娘区”
大峡谷是自然界最具标志性的景点之一，在这里发现了5亿多年前保存完好的早期动物宝库。这一丰富的化石发现是大峡谷的首次发现，包括微小的岩石爬行软体动物、滤食性甲壳类动物、尖齿蠕虫，甚至它们可能吃过的食物碎片。图片来源：Mussini等人。
（化石网cnfossil.com）据剑桥大学：大峡谷是自然界最具标志性的景点之一，在这里发现了5亿多年前保存完好的早期动物宝库。
这一丰富的化石发现是大峡谷的首次发现，包括微小的岩石刮削软体动物、滤食性甲壳类动物、尖齿蠕虫，甚至它们可能吃过的食物碎片。
通过溶解这些动物化石中的岩石并在高倍显微镜下对其进行检查，剑桥大学领导的研究人员能够获得地球生命进化中一个独特时期的高度详细的图像。研究结果发表在《科学进展》杂志上。
这些动物化石可以追溯到5.07亿至5.02亿年前，当时正处于被称为寒武纪爆发的快速进化发展时期，大多数主要动物群首次出现在化石记录中。
在这一时期的一些地区，营养丰富的水域推动了进化军备竞赛，动物对食物、运动或繁殖产生了各种各样的奇特适应。
寒武纪的大多数动物化石都是硬壳生物，但在世界各地的少数几个地方，如加拿大的伯吉斯页岩地层和中国的毛天山页岩，条件是较软的身体部位可以在腐烂前保存下来。
然而，到目前为止，非骨骼化寒武纪动物的化石大多来自氧气和资源贫乏的环境，不太可能启动塑造早期动物进化的最复杂的创新。
一种新的riapulids，也称为阴茎虫或仙人掌虫，在寒武纪时期广泛存在，但今天几乎灭绝。大峡谷普里亚普利德有数百个复杂的分支牙齿，这有助于它将食物颗粒扫进可伸展的嘴里。由于化石的大小及其奇特的牙齿排，研究人员将这种新动物命名为Kraytdraco spectatus，以《星球大战》宇宙中的虚构生物克雷特龙命名。来源：Rhydian Evans
现在，大峡谷已经从进化的“金发姑娘带”中发现了第一块软体或非矿化的寒武纪化石，这将为早期动物的进化加速提供丰富的资源。
第一作者、剑桥大学地球科学系的博士生Giovanni Mussini说：“这些罕见的化石让我们更全面地了解了寒武纪时期的生活。”。
“通过将这些化石与它们在大峡谷各地的洞穴、行走和觅食痕迹相结合，我们能够拼凑出一个完整的古代生态系统。”
穆西尼和来自美国的同事在2023年科罗拉多河沿岸的一次探险中找到了这些化石，科罗拉多河在500万至600万年前开始在现在的亚利桑那州雕刻大峡谷。
穆西尼说：“令人惊讶的是，我们以前在大峡谷没有太多的这种寒武纪化石记录——已经发现了三叶虫和生物矿化碎片等东西，但软体生物的发现并不多。”。
“但大峡谷的地质条件告诉我们，它可能正是我们能够找到其中一些化石的地方，因为大峡谷含有大量细粒且容易分裂的泥岩。”
研究人员收集了几块岩石样本，并将其送回剑桥。拳头大小的岩石首先溶解在氢氟酸溶液中，沉积物通过多个筛子，释放出数千个微小的化石。没有一只动物被完整地保存下来，但许多可识别的结构帮助研究人员确定了这些动物属于哪些群体。
对化石的进一步研究揭示了寒武纪动物捕获和食用食物的一些最复杂的进化方式。穆西尼说：“这些是当时的尖端‘技术’，将多个解剖部位整合到高功率的喂食系统中。”。
这些化石中有许多是甲壳类动物，可能属于包括卤虾在内的群体，可以通过它们的臼齿来识别。这些微小的生物在嘴周围的三角形凹槽上有毛发状的延伸，并用它们毛茸茸的四肢像传送带一样扫过的食物颗粒。
它们牙齿上的微小凹槽可能会把食物磨碎。化石的细节是，在甲壳类动物的嘴附近可以看到几个类似浮游生物的颗粒。
大峡谷是自然界最具标志性的景点之一，在这里发现了5亿多年前保存完好的早期动物宝库。图片来源：Joe Clevenger
大峡谷寒武纪的其他现代动物包括蛞蝓状软体动物。这些动物已经有了与现代花园蜗牛相似的牙齿带或牙齿链，这可能有助于它们从岩石上刮下藻类或细菌。
研究人员发现的最不寻常的生物是一种新的riapulids，也称为阴茎虫或仙人掌虫，在寒武纪时期广泛存在，但今天几乎灭绝。
大峡谷普里亚普利德有数百个复杂的分支牙齿，这有助于它将食物颗粒扫进可伸展的嘴里。由于化石的大小及其奇特的牙齿排，研究人员将这种新动物命名为Kraytdraco spectatus，以《星球大战》宇宙中的虚构生物克雷特龙命名。
穆西尼说：“从这些化石中我们可以看到，寒武纪动物有各种各样的喂养方式来加工食物，有些有现代的对应物，有些则更具异国情调。”。
在寒武纪，大峡谷比现在更靠近赤道，条件非常适合支持各种各样的生命。富氧水的深度既不太深也不太浅，可以在最大限度地增加营养或氧气与减少波浪损伤和暴露于太阳紫外线辐射之间取得平衡。
这种最佳环境使其成为进化实验的好地方。由于食物丰富，动物可以承担更多的进化风险，以保持竞争优势，加快整体进化速度，推动生态创新的组装，这些创新仍然塑造着现代生物圈。
穆西尼说：“动物需要通过复杂、昂贵的创新来保持竞争优势，但环境允许它们这样做。”。
“在资源更加匮乏的环境中，动物无法承担这种生理上的投资。这与经济学有一定的相似之处：在富裕时期投资和冒险；在稀缺时期储蓄和保守。我们可以从5亿年前在海底挖洞的小动物身上学到很多东西。”
