新发现的化石填补了早期四足动物进化史2500万年的空白期

其中一具化石的全貌及整理图。

Clack et al.

在3.58亿年前的泥盆纪晚期大灭绝事件后，早期四足动物（即最早的四足脊椎动物）迅速分化为两大类群：两栖动物的祖先，以及爬行动物、鸟类和哺乳动物的祖先。本周，《自然-生态与演化》在线发表的新研究Phylogenetic and environmental context of a Tournaisian tetrapod fauna描述了一具发掘自苏格兰的化石，这具化石填补了四足动物化石记录中2500万年的空白——这一时期正是四足动物演化的一个关键阶段，但人们对此所知甚少。

泥盆纪晚期生物大灭绝主要影响的是海洋生物。主流理论认为，该时期的地质变动等各种因素使得海水含氧量下降，导致海洋生物大规模死亡。在大灭绝发生前的那段时期，四足动物相对而言更接近有多个指趾的鱼类，此后石炭纪早期约2500万年期间被称为柔默空缺（Romer's gap），因为科学家们尚未发现来自这个时期的化石。空缺期之后的化石指趾数则比大灭绝前的四足动物更少，也更接近今天的陆生脊椎动物。人们尚不清楚这一时期化石记录出现明显空缺的原因，但有研究者提出这可能是因为当时大气氧气含量低，限制了四足动物的数量和多样性。


在一个叫Willie's Hole的地点发现的四足动物化石。

Clack et al.

剑桥大学动物学博物馆的Jennifer Clack及同事在其研究中描述了来自图尔奈阶（Tournaisian，泥盆纪晚期大灭绝后几百万年的石炭纪初期）的五个多样的新物种，以及来自另外七个分类群的化石碎片。他们鉴定，其中两个物种是早期两栖动物，另外三个是亲缘关系更远的早期四足动物，这表明两栖动物和羊膜动物（爬行动物、鸟类和哺乳动物）间的分野相对较早。作者还利用木炭化石研究了这一时期的氧气水平，驳斥了当时大气氧含量出现下降的观点。

作者认为，这些四足动物很可能是在有着充分植被的地面上生活的，后来这些地方又被水淹没了。他们提出，填补化石记录的空缺增进了我们对四足动物演化初期关键阶段的认识，表明物种数量和多样性在早已开始增加，而没有受到艰难的低氧环境的限制。ⓝ

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Phylogenetic and environmental context of a Tournaisian tetrapod fauna

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