为什么有些古代生物会留下化石，而其他生物却消失了？-煤油灯科技

为什么有些古代生物会留下化石，而其他生物却消失了？

煤油灯科技2025-05-14 22:43

化石作用有利于体型较大、富含蛋白质的动物，因为它们会创造出缺氧环境来减缓腐烂，这有助于解释化石记录中的空白以及节肢动物在古代沉积物中占主导地位的原因。

你有没有想过，为什么我们能发现一些古代生物的化石，而其他生物却似乎消失得无影无踪？洛桑大学（University of Lausanne）在《自然-通讯》（Nature Communications）上发表的一项引人入胜的新研究表明，其中的奥秘可能在于动物自己的身体。

事实证明，体型和化学成分都很重要。研究人员称，动物的体质构成（即其由什么构成）决定了它是能够保存数百万年还是会慢慢腐烂直至消失。

化石不仅仅是古老的骨骼。一些最令人惊叹的化石发现包括肌肉、内脏，甚至大脑等软组织，它们提供了远古时代生命的罕见而详细的快照。但这些“软”化石为何如此罕见呢？

为了解开这个谜团，瑞士研究团队进行了高科技实验室实验，模拟了不同动物的腐烂过程。他们研究了从虾、蜗牛到海星和扁虫的一切生物，仔细观察了每一种生物分解时的情况。他们使用先进的微型传感器，追踪腐烂生物周围环境的化学变化，重点监测氧含量以及富氧和缺氧条件之间的转变。

尺寸、化学成分与石化作用

结果令人震惊，现已发布在《自然-通讯》上。研究人员发现，体型较大的动物和蛋白质含量较高的动物会更快地形成还原（缺氧）环境。这些条件对化石形成至关重要，因为它们可以减缓腐烂速度并引发化学反应，如矿化或用更耐久的矿物质替代组织。

“这意味着，在自然条件下，两只并排埋葬的动物作为化石可能会有截然不同的命运，仅仅是因为它们的大小或身体化学成分不同，”联合国日内瓦大学 (Université de Genève, UNIL) 博士生、本研究的主要作者诺拉·科尔泰西 (Nora Corthésy) 肯定道。“一只可能完全消失，而另一只则可能永远留在化石中，”联合国日内瓦大学瑞士国家科学基金会“安比申”(Ambizione) 计划研究员、本研究的高级作者法里德·萨利赫 (Farid Saleh) 补充道。根据这项研究，大型节肢动物比小型扁形虫或其他水生蠕虫更容易保存下来。“这可以解释为什么寒武纪和奥陶纪（约5亿年前）的化石生物群以节肢动物为主，”诺拉·科尔泰西表示。

这些发现不仅有助于解释化石记录零散的特性，还为我们了解塑造今天能够复原的古代生命的化学过程提供了宝贵的见解。确定推动软组织化石形成的因素，让我们更深入地了解非凡化石是如何形成的，以及为什么我们只能看到过去的片段。

向该研究的主要作者、洛桑大学 (UNIL) 的 Nora Corthésy 提问：

您为何选择虾、蜗牛和海星作为研究对象？

这些现存动物是我们实验室拥有的已灭绝动物的最佳代表。从系统发育（物种间关系）和构成的角度来看，它们与某些古代动物十分接近。

例如，现代虾类的角质层与附属物的构成与古代节肢动物或多或少有些相似。

如果我们没有证据，又怎么能知道动物曾经存在过，然后又不留痕迹地消失了呢？

在实验室研究保存情况时，可以区分化石记录中的生态缺失和保存缺失。如果动物迅速腐烂，其缺失可能是保存状况不佳导致的。如果腐烂速度较慢，其缺失则更可能是生态性的，也就是说，该动物确实已从原始生态系统中消失。

我们的研究表明，体型较大、富含蛋白质的生物体更有可能被保存下来并变成化石。因此，我们可以假设，体型较小、蛋白质含量较少的生物体几乎不可能降低其氧化还原电位，因此可能由于保存方面的原因而未形成化石。

因此，有些生物可能从未被保存下来，我们也可能永远都无法观察到它们，或者只能经过极大的努力才能观察到。然而，所有这些都只是假设，因为我们无法穿越回数百万年前，去确切证实哪些生物生活在这些古代生态系统中。

那么形成化石的外部条件，比如气候，又是怎样的呢？

由于几乎不可能在实验室中复制古代气候条件，因此这些条件的影响非常复杂，很难理解。然而，我们知道某些沉积物有助于有机物的保存，这为确定哪些沉积物最有利于寻找化石提供了线索。

我们还知道，诸如盐分和温度等因素在保存方面也起着作用。例如，高盐分可以提高生物体的保存潜力，因为大量的盐分能像低温一样减缓腐烂速度。