你有沒有想過，為什么有些遠古生物的化石我們能找到，而有些卻似乎消失得無影無蹤？洛桑大學發表在《自然通訊》上的一項引人入勝的新研究揭示，秘密可能就藏在這些動物自身的身體里。體型較大、富含蛋白質的動物較為容易在歷史長河中形成化石，因為它們創造了缺氧環境，從而減緩了腐爛，這有助于解釋化石記錄的空白以及節肢動物在古代沉積物中的優勢。

來自摩洛哥 Jbel Oum Tkout 的白堊紀蝦化石，在馬拉喀什自然歷史博物館登記。圖片來源：Sinéad Lynch – UNIL

事實證明，體型和化學成分至關重要。研究人員表示，動物的身體成分，也就是其構成物質，決定了它能否保存數百萬年，還是最終腐爛消亡。

化石并非僅僅是古老的骨骼。一些最令人震驚的化石發現包括肌肉、內臟甚至大腦等軟組織，它們為遙遠的過去提供了罕見而詳細的生命快照。但為什么這些“軟”化石如此稀有呢？

為了解開這個謎團，瑞士研究團隊進行了高科技實驗室實驗，模擬不同動物的腐爛過程。他們研究了從蝦、蝸牛到海星和扁形蟲等各種動物，仔細觀察每一種動物腐爛過程中發生的情況。他們利用先進的微型傳感器追蹤腐爛尸體周圍環境的化學變化，重點關注氧氣含量以及富氧和缺氧環境之間的變化。

尺寸、化學性質和化石

這項研究結果令人震驚，現已發表在《自然通訊》雜志上。研究人員發現，體型較大的動物和蛋白質含量較高的動物往往會更快地創造還原（缺氧）環境。這些條件對于化石的形成至關重要，因為它們會減緩腐爛，并引發化學反應，例如礦化或組織被更耐用的礦物質取代。

“這意味著，在自然界中，兩種并排埋葬的動物，僅僅因為體型或身體化學成分的差異，最終的化石命運可能截然不同，這可以解釋為什么寒武紀和奧陶紀（大約 5 億年前）的化石群落以節肢動物為主?！?伊利諾伊大學圣路易斯分校博士生、該研究的主要作者諾拉·科特西 (Nora Corthésy) 肯定地說。

“其中一種可能徹底消失，而另一種則可能被永久地銘刻在石頭中，” 伊利諾伊大學圣路易斯分校瑞士國家科學基金會 Ambizione 研究員、該論文的資深作者法里德·薩利赫 (Farid Saleh) 補充道。根據這項研究，大型節肢動物比小型渦蟲或其他水生蠕蟲更容易被保存下來。

這些發現不僅有助于解釋化石記錄的零散性，也為我們理解塑造我們如今能夠重建的古代生命的化學過程提供了寶貴的見解。明確驅動軟組織化石形成的因素，將使我們更深入地理解特殊化石的形成過程，以及我們為何只能看到過去的碎片。

為什么選擇蝦、蝸牛和海星來進行研究？

這些現存的動物是我們實驗室中已滅絕動物的最佳代表。從系統發育（物種間關系）和組成成分的角度來看，它們與某些遠古動物非常接近。例如，現代蝦的角質層和附肢的組成與古代節肢動物大致相似。

如果我們沒有證據，我們怎么知道動物曾經存在，然后又消失得無影無蹤呢？

在實驗室中研究保存情況時，可以區分化石記錄中的生態缺失和保存缺失。如果某種動物腐爛迅速，其缺失很可能是由于保存不善造成的。如果腐爛緩慢，則其缺失更可能是生態缺失，即真正脫離了原始生態系統。

研究表明，體型較大、富含蛋白質的生物更有可能被保存下來并變成化石。因此，我們可以假設，體型較小、蛋白質含量較低的生物，由于其氧化還原電位下降的可能性很小，可能由于保存的原因而沒有變成化石。

因此，有些生物可能永遠無法被保存下來，我們可能永遠無法觀察到它們，或者只能在極其困難的情況下才能觀察到它們。然而，所有這些都只是假設，因為我們無法回到數百萬年前，去確認這些古老生態系統中究竟存在著什么。

那么化石形成的外部條件（例如氣候）又如何呢？

這些條件的影響非常復雜，難以理解，因為在實驗室中復制古代氣候條件幾乎是不可能的。然而，我們知道某些沉積物可以促進有機物的保存，這為哪些沉積物最適合尋找化石提供了線索。

鹽度和溫度等因素也會影響生物體的保存。例如，高鹽度可以提高生物體的保存潛力，因為大量的鹽會像低溫一樣減緩生物體的腐爛。

本研究僅關注有機質和生物體大小對尸體周圍氧化還原條件的影響。因此，這只是眾多指標中的一個，要了解各種自然條件對化石保存的影響，我們還有很多工作要做。

編譯自/ScitechDaily