4.36亿年前海洋生物如何保持“社交距离”？珍贵化石还原其生存状态

人际交往中维持心理安全边界被称为“社交距离”，你是否想过，在数亿年前的海洋中，一群看似无法移动的生物，竟然也懂得保持社交距离？近日，我国科学家对距今约4.36亿年前的腕足动物化石居群展开深入研究，首次揭示这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的"社交距离"，形成井然有序的生存格局。成果于2025年7月21日发表在《美国国家科学院院刊》。

比发丝更细的刚毛结构，被化石完美保存

腕足动物是古生代海洋中的优势类群，本次研究聚焦的是志留纪早期腕足动物“遮隐核螺贝”，化石发现于贵州桐梓、仁怀地区。中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄冰与中国科学院院士、南京古生物所研究员戎嘉余对其展开深入研究，原位埋藏的化石标本完整保留了它们生命最后时刻的真实状态，为科学家打开了一扇观察远古生物群落的珍贵窗口。

刚毛是其外套膜边缘生长的细长、柔韧的毛状结构，在化石中极难保存。人的头发直径大约是70微米，而本次研究的遮隐核螺贝外套膜边缘刚毛，直径大约是20微米。化石经历了数亿年的漫长埋藏，刚毛结构是如何保存下来的，研究人员又是如何辨认这样的细微结构？

研究人员综合运用了扫描电镜、X射线荧光光谱和显微CT等多种现代分析技术，不仅清晰重构了刚毛的精细形态，还证实了其中一种独特的保存机制：即刚毛先是在缺氧环境下迅速黄铁矿化，继而在弱酸性条件中被钙质外壳包覆，阻止压实与氧化，因而即便黄铁矿后期转为氧化铁，化石仍能完整保留刚毛的微观形态。

保持距离，遮隐核螺贝才能“愉快干饭”

在确证了这些精微结构后，研究人员将目光投向了整个居群的布局，这些腕足动物的分布并非随机杂乱，而是呈现出一种统计学上显著的、类似棋盘的非随机、均匀分布模式。这种“棋盘状”布局暗示着个体之间存在一种间距调节机制。

这种精准的“排兵布阵”是如何实现的？研究人员通过分析发现，化石居群中个体之间的平均距离与它们保存完好的刚毛长度之间存在着明确的定量关系，这个间距大约是刚毛长度的1.5—2倍。这种在看似固着不动的生物中发生的位置微调并非没有先例，例如现代藤壶在固着后仍能进行极其缓慢的迁移以优化生存空间。

研究推测，遮隐核螺贝虽然具有光滑的盘状外壳和无肉茎的特征，但可能具备毫米级缓慢滑动的能力。它们可能凭借自身极其微弱的活动能力，或是借助微弱水流等外力实现极为缓慢的移动。当个体间距过近，其伸展的刚毛便会与邻居接触，这种持续的物理接触，经过长时间的累积，最终促使整个居群达到一个互不干扰、空间利用最优化的稳定构型。这对于滤食性生物至关重要，能最大限度地避免彼此的摄食水流相互干扰。

此项研究首次将一种精微的解剖学结构（刚毛）与统计学上显著的居群空间格局直接联系起来，为“生物间的相互作用如何塑造居群结构”这一古生态学核心问题提供了直接的化石证据。这表明，远古居群的形成并不仅仅受制于被动的环境因素或幼虫的随机固着，生物个体间由其形态结构引起的相互作用，同样是至关重要的因素。这一发现不仅加深了人类对古生代海洋生态系统复杂性的理解，也凸显了那些看似微不足道的特征在生命演化长河中可能产生的重要生态影响。

现代快报/现代+记者 是钟寅

（图源 南古所提供）