来自澳大利亚的足迹表明爬行动物的进化时间可能比人们想象的早3500万年

澳大利亚的一项重大发现正在重塑我们对爬行动物起源的认知。科学家们在一块距今3.55亿年的岩石板中发现了保存完好的化石足迹，这些足迹有着长长的脚趾和锋利的爪子。这些足迹是迄今为止发现的最古老的爬行动物证据，将它们的起源时间向前推进了惊人的3500万年。

前脚（手）的足迹以黄色显示，后脚（脚）的足迹以蓝色显示。图片来源：Grzegorz Niedźwiedzk

这一突破性的发现挑战了长期以来关于脊椎动物（四足动物）何时以及如何首次登陆陆地的观点。这项由瑞典乌普萨拉大学团队领导的研究成果已发表在《自然》杂志上。

这一发现不仅颠覆了进化的时间线，也引发了关于早期爬行动物如何生存和进化的新问题。这些古老的足迹让我们得以一窥遥远的过去，那时生命才刚刚开始在陆地上扎根。

“我惊呆了，”协调这项研究的乌普萨拉大学佩尔·阿尔伯格说道。“一块带轨道的石板，一个人就能搬起来，这让我们对现代四足动物进化过程中的一切认知都产生了怀疑。”

图片展示了这只爬行动物的复原图。图片来源：Martin Ambrozik

四足动物的起源故事始于鱼类离开水体，结束于它们的后代适应陆地生活，最终演化出现代两栖动物和羊膜动物——这一群体包括爬行动物、鸟类和哺乳动物。到目前为止，这个时间线似乎很简单：第一批四足动物出现在泥盆纪，而现代类群的最早成员则出现在石炭纪。

已知最古老的羊膜动物化石可追溯到约3.2亿年前，这使得研究人员认为，两栖动物和羊膜动物的分化——即所谓的四足动物冠群节点——发生在早石炭纪，约3.55亿年前。泥盆纪则被认为以更原始的、类似鱼类的四足动物和像提塔利克鱼这样的过渡物种为主。

澳大利亚最早石炭纪的砂岩板，距今约3.55亿年。图片来源：Grzegorz Niedźwiedzk

如今，一块来自澳大利亚最早石炭纪的砂岩板，可追溯到约3.55亿年前，挑战了这一观点。这块砂岩板由两位共同撰写这项研究的业余古生物学家发现，其中保存着保存完好的脚印，脚趾较长，尖端有清晰的爪痕。这些是迄今为止已知最古老的爪印。

Per Ahlberg，乌普萨拉大学有机生物学系教授。图片来源：珍妮特·阿尔伯格

“当我第一次看到这个标本时，我非常惊讶，仅仅几秒钟后，我就注意到上面有清晰保存的爪痕，”该研究的共同作者、乌普萨拉大学的 Grzegorz Niedźwiedzki 说道。“所有早期羊膜动物都有爪子，但在其他四足动物群体中几乎没有，”Per Ahlberg 补充道；“爪痕和脚的形状表明，留下足迹的动物是一种原始爬行动物。”

如果这种解释正确，它将爬行动物（以及整个羊膜动物）的起源向前推了3500万年，即最早的石炭纪。这项研究还提出了来自波兰的新化石爬行动物足迹，它们虽然不如澳大利亚的足迹古老，但也比之前的记录要古老得多，这为进一步的解释提供了支持。对爬行动物起源的这种重新校准影响了四足动物进化的整个时间线。四足动物冠群节点肯定比最早的羊膜动物更古老，因为它是进化树中更深的分支点，但究竟有多古老呢？作者通过结合化石和现代DNA数据来解决这个问题。

澳大利亚石板的完整标注图像，展示了对足迹的解读。前脚（manus）的足迹以黄色显示，后脚（pes）的足迹以蓝色显示。石板上有两条足迹，分别为A和B。每条足迹的编码如下：Am1至Am4分别表示“足迹A，手足足迹1”至“足迹A，手足足迹4”。Ap1等表示“足迹A，pes足迹1”等。Bm1-4和Bp1-4表示足迹B。连接足迹的蓝色和黄色锯齿线表示每条足迹中手足足迹和pes足迹的顺序。白色椭圆形旁边的标签“Ip”表示“单独的pes足迹”，即朝向与足迹相反方向的单个足迹。图片来源：Grzegorz Niedźwiedzk

“这完全取决于树上不同分支的相对长度，”佩尔·阿尔伯格解释说，“在基于现存动物DNA数据的家谱中，分支的长度会有所不同，这反映了每个分支片段上基因变化的数量。这并不依赖于化石，因此对于研究化石记录较少的进化阶段非常有帮助。”

Grzegorz Niedźwiedzki，乌普萨拉大学有机生物学系研究员。图片来源：米凯尔·沃勒施泰特

他们的分析将DNA分析的分支长度与已知的化石年代叠加，表明四足动物冠群节点位于遥远的泥盆纪，大致与提塔利克鱼同时代。这意味着，在人们认为只有过渡型“鱼足类”在泥泞的海岸线上爬行，并开始小规模探索陆地的时代，已经存在了多种先进的四足动物。但这或许并不令人意外。

“澳大利亚足迹板宽约50厘米，”佩尔·阿尔伯格说道，“它代表了冈瓦纳古陆最早石炭纪的全部四足动物化石记录。冈瓦纳古陆是一个由非洲、南美洲、南极洲、澳大利亚和印度组成的巨大超大陆。谁知道那里还生活着什么呢？”

“最有趣的发现尚未到来，该领域还有许多未知之处。这些来自澳大利亚的足迹只是其中一个例子，”格热戈日·尼德兹维兹基说道。

编译自/ScitechDaily