新的化石证据表明，长期以来被誉为复杂动物生命剧烈爆发的寒武纪生命大爆发可能并非我们之前所认为的突然发生的进化事件。

研究人员对5.45亿年前的古代痕迹化石进行了分析，发现了一些惊人先进的移动生物体的迹象，这些生物体的出现比寒武纪还要早上数百万年。这些生物体可能有分节的躯体、肌肉，甚至原始的感官系统，它们留下的痕迹表明了移动性、适应性和复杂性。

重思寒武纪生命大爆发的时间线

寒武纪生命大爆发标志着地球生命史上一个非凡篇章的开始。大约5.3亿年前，正是在这一时期，许多主要的动物类群首次出现，各种各样的物种开始蓬勃发展。这一事件通常被视为生物多样性的一次突然激增。然而，新的证据表明，这次进化爆发可能开始得比科学家之前认为的早得多。最近发表在《地质学》杂志上的一项研究通过分析比寒武纪早数百万年的化石证据，支持了这一观点。

研究人员专注于被称为痕迹化石的石化印迹。这些化石不是生物本身的遗骸，而是生物活动和移动留下的、得以保存的轨迹和痕迹。通过检查这些可追溯至约5.45亿年前的痕迹，研究小组研究了留下这些痕迹的生物的身体特征，包括对称性、身体分节以及外骨骼的存在。

该研究由巴塞罗那大学地球科学学院的奥尔莫·米格·萨斯和伦敦（英国）自然历史博物馆的王泽坤共同完成。

骨骼之外：痕迹化石揭示了什么

寒武纪生命大爆发仍然是化石记录中最引人入胜而又最令人困惑的时期之一。虽然许多古生物学研究传统上侧重于那些身体坚硬、容易形成化石的生物，但这些研究仅仅揭示了部分事实。遗迹化石（也称为痕迹化石）通过捕捉生物的行为及其与环境的相互作用，提供了不同的视角，包括那些软体生物或根本没有骨骼的生物。

“遗迹化石记录为软体动物占主导地位的进化时期提供了宝贵信息，”奥尔莫·米格兹·萨拉斯说道，其为巴塞罗那大学地球与海洋动力学系贝阿特丽斯·德皮诺斯博士后研究员。“化石遗迹反映了产生它们的生物体的行为，这些行为由栖息地和生物体对环境刺激的反应决定。因此，遗迹是产生它们的生物体所处古生态条件的指标。”

聚焦进化史上的转折点

作者专注于埃迪卡拉纪-寒武纪转折期的痕迹化石研究，“这是一个公认的古演化兴趣期，是地球上复杂生命演化的转折点”，米格·萨拉斯说道。

在这一过渡期间，生物多样性和生物体及生态系统的结构发生了根本性变化。“埃迪卡拉动物群主要由复杂的、多细胞的软体生物构成。向寒武纪的过渡导致大量埃迪卡拉生物灭绝，而具有坚硬部分（例如外骨骼）的复杂多细胞生命形态迅速多样化。这是进化核心，大多数现代动物门都源自于此：这就是所谓的寒武纪生命大爆发，”研究人员指出。

纤弱生物留下大问题

这项发表在《地质学》杂志上的研究从数量上表明，身形纤细的生物大约在5.45亿年前繁盛一时。“这些生物可能拥有具有前后轴、肌肉和可能呈分节状的体腔静水压躯体，”专家说道。

“此外，这些生物能够朝特定方向移动（定向运动），并且可能具备在微生物席占主导地位的栖息地中移动和摄食不同基质的感觉能力。因此，所谓的寒武纪生命大爆发及其进化意义可能比人们预估的发生时间要早得多。”

分析古代运动的新方法

这些体型轮廓和灵活性的适应变化，让这些早期动物得以在日益多变和复杂的环境中繁衍生息，这是一种能够促进进化创新的生态工程。该研究的方法基于现代动物和化石动物遗迹轨迹所展现的线性比例关系的分析。随后，这一比例定律被应用于埃迪卡拉纪-寒武纪化石（如古虫迹、戈尔迪虫迹、蠕虫迹和副粒迹）的运动轨迹。

尽管先前的一些研究描述了埃迪卡拉生物群中与移动底栖双侧生物相关的痕迹化石，但缺乏详细的定量方法，而且这些生物体的形态（长度、宽度、头部化等）仍存在许多未知之处。新研究的发现为分析古代生物移动痕迹、早期动物解剖学和古生态动力学建立了一种创新的定量方法。

对动物多样性起源的启示

“这一新发现为定量研究未来几年内发现的埃迪卡拉生物群遗迹化石提供了可能，也证实了寒武纪生命大爆发并非发生在寒武纪，而是早了几百万年。此外，本研究得出的比例定律使我们能够研究不同动物门类的形态演化，这些门类在这一进化时期以及在其他同等重要的进化时期（如奥陶纪物种大分化事件）留下了化石运动痕迹，”奥尔莫·米格斯·萨拉斯总结道。

参考文献：王则坤与奥尔莫·米格兹-萨拉斯所著《埃迪卡拉运动遗迹化石形态的定量解码：纤细前后体型出现的证据》，发表于2025年6月9日《地质学》杂志。DOI：10.1130/G53332.1

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