地球上最古老的脚印

在月球上留下第一串脚印的人是阿姆斯特朗，但你知道地球上有史可考的第一串脚印是谁留下的吗？

日前，由中国科学院南京地质古生物研究所和美国弗吉尼亚理工大学组成的早期生命研究团队在中国三峡埃迪卡拉纪地层发现了距今5.4亿多年的动物足迹化石。

想知道足迹的主人是谁，就需要依靠科学家们“破解悬案”了！

科学家们破案的线索来自遗迹化石。遗迹化石是地质历史时期的生物在沉积物表面或沉积物内部产生的各种生命活动记录，也就是生物成因的沉积构造，包括足迹、移迹、潜穴、钻孔和粪化石等。

通过古生物遗迹化石，地质学家们就可以考证生物出现的年代，重现它们的生活环境，反推远古时期的生命演化历程。这个研究推理的过程就像神探福尔摩斯破案一样，通过探查遗留痕迹，抽丝剥茧，最终将当年惊心动魄的故事还原出来。

这次的“案发现场”位于中国湖北省宜昌市的三峡大坝附近，埃迪卡拉系灯影组石板滩段地层中。什么是灯影组石板滩段地层？

简单来讲，就是在漫长的地质变迁中，无数沉积物经过层层累积叠加，而后压实成岩形成的一套套地层。不同的地层叠覆起来的样子可类比为彩虹蛋糕。

不同的地层叠覆起来的样子可类比为彩虹蛋糕

地质学家们对每一层“蛋糕”都进行了细致的划分和命名，而灯影组石板滩段地层就是其中的一层。出现在某一地层中的一系列古生物遗迹化石像在彩虹蛋糕夹层里的美味杏仁糖一样，让科学家们回味无穷。

这次的“杏仁糖”——远古生物遗迹“案发现场”是形成于距今5.51亿年～5.41亿年期间的黑灰色沥青质灰岩薄层，形态上为波浪状，位置介于潮下带时而平稳、时而动荡的环境中。科学家们经过仔细的调查分析后发现，这些化石主人的“作案时间”可以追溯到埃迪卡拉纪（6.35亿年～5.41亿年前）。这意味着，本次出现在“案发现场”的脚印是迄今为止发现的最古老的动物足迹化石。

地质学家们拍下的“案发现场”照片提供了两部分关键线索：一部分是菌席（众多微生物聚在一起形成的像席子一样的物体）上部长1厘米～2厘米、深约1毫米的凹陷脚印，另一部分是脚印主人在菌席下部活动形成的潜穴。

远古生物留下的凹陷脚印（图中TW）以及在菌席下部活动形成的潜穴（图中UB）

化石上的足迹呈对称的两组，两边的脚印宽度保持一致，虽然稍显不规律，但大体上呈重复出现的迹象。这表明留下这一系列印记的动物已经能够依靠附肢支撑起身体“行走”。这些证据还表明，留下印迹的小家伙的脚是对称分布的。

对称的足迹可能来自一种“两侧对称动物”

在此之前，埃迪卡拉纪中没有发现过动物附肢痕迹化石记录。留存下的化石遗迹大部分都是简单水平、无分支的拖拽痕迹和通道遗迹，反映出的动物生活行为比较简单，形态上更类似于刺胞动物或蠕虫状生物。

更重要的是，这一系列痕迹化石还提供了很多这种动物的“生活信息”。足迹和生物潜穴相连出现，表明这些生物可能具有复杂的行为。位于菌席上方的爬行痕迹和存在于菌席内部或下方的潜穴痕迹共同表明，该类生物可能在菌席中上下穿梭，进行生命必须的各种活动。

揭开谜底，辑“虫”归案

经过一系列的侦查和推理，“地球最早足迹者”的身份和生活特征都已被揭晓。“嫌疑犯”可能是一条身宽约13.8毫米、长着几对足、呈对称结构的“小爬虫”。而这条小爬虫验证了科学家们长久以来的猜想——在寒武纪生命大爆发之前，就已经有较复杂的生命出现。

在寒武纪开始的2000多万年间，几乎大部分现生动物的门类已经出现，而在早期更古老的地层中，长期以来没有找到它们确切的祖先化石，似乎这些生物从寒武纪开始突然出现。而分子生物学证据显示这些生物门类出现的时间更早，但一直缺乏可靠的化石证据。

古老脚印的发现表明，具有附肢的两侧对称后生动物在埃迪卡拉纪就已出现。而生物两侧对称的体制的产生是生物演化中非常重要的事件。

两侧对称的体制使动物具有背腹、前后和左右之分，动物的运动从不定向趋向定向，神经系统和感觉器官也逐渐集中于身体前端。这些变化促进了动物头部化的产生，也促进了生物分节，为更高演化等级奠定了基础，使动物对外界环境的反应更加迅速、准确。

足迹化石为早期两侧对称动物的生态学行为研究以及两侧对称动物与沉积物基底和菌席之间的相互作用研究提供了重要依据。不得不说，“远古小虫”虽已逃走，但仍然为科学研究立下一功！

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埃迪卡拉生物群“困境”

埃迪卡拉纪是多细胞生物演化的早期阶段，先后出现了蓝田生物群、瓮安生物群、庙河生物群和埃迪卡拉生物群，而埃迪卡拉生物群是全球分布最广、最典型的化石组合。

埃迪卡拉生物群是寒武纪动物大辐射前夕最重要的复杂生物群，自20世纪40年代在澳大利亚首次发现以来，已经在全世界发现了30多处，但科学家对其生物属性和亲缘关系一直争议很大。

多数学者认为，埃迪卡拉生物群是后生动物的早期代表，而有不同观点认为，它们可能属于真菌、地衣、原生生物，甚至有学者认为它们与现生的生物截然不同，是一次失败的演化实验，并称之为“文德生物”。这让埃迪卡拉生物群陷入“困境”。

埃迪卡拉生物具有“分形”的特征（并非真正的身体分节），绝大多数为底栖固着生长，缺少主动活动能力，没有头、尾、附肢、眼、口等其他两侧对称后生动物的特征。这些生物至寒武纪几乎全部灭绝，在现生的门类中很难找到相似的生物。（据我是科学家、中国科学报、新华网）