我科学家揭示4.36亿年前海洋生物如何“社交”

近日，中国科学院南京地质古生物研究所科研人员对约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群展开深入研究，首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何利用刚毛来维持彼此间的“社交距离”，形成井然有序的生存格局；研究也为“远古生物如何通过自身结构调控个体间距”这一古生态学问题提供了直接证据。相关成果22日发表在《美国国家科学院院刊》上。

腕足动物是古生代海洋中的优势类群，本次研究聚焦的是一种名为遮隐核螺贝的无窗贝类腕足动物。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。本研究中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，罕见地保存了腕足动物外套膜边缘的刚毛结构，为科学家打开了一扇观察远古生物群落的珍贵窗口。

研究人员综合运用了多种现代分析技术，清晰重构了这些直径约20微米刚毛的精细形态，还证实了其中一种独特的保存机制：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仍能完整保留其微观形态。

随后，研究人员将目光投向了整个居群的布局。运用多种空间点格局分析方法，发现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。

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至2倍。研究推测，遮隐核螺贝具备在外力（如微弱水流）或自身极其微弱的活动下，发生毫米级缓慢滑动的可能。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。稳定构型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）与一个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。它表明，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扮演了至关重要的角色。这一发现不仅加深了我们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。