澳大利亞的一項重大發現正在重塑我們對爬行動物起源的認知?？茖W家們在一塊距今3.55億年的巖石板中發現了保存完好的化石足跡，這些足跡有著長長的腳趾和鋒利的爪子。這些足跡是迄今為止發現的最古老的爬行動物證據，將它們的起源時間向前推進了驚人的3500萬年。

前腳（手）的足跡以黃色顯示，后腳（腳）的足跡以藍色顯示。圖片來源：Grzegorz Nied?wiedzk

這一突破性的發現挑戰了長期以來關于脊椎動物（四足動物）何時以及如何首次登陸陸地的觀點。這項由瑞典烏普薩拉大學團隊領導的研究成果已發表在《自然》雜志上。

這一發現不僅顛覆了進化的時間線，也引發了關于早期爬行動物如何生存和進化的新問題。這些古老的足跡讓我們得以一窺遙遠的過去，那時生命才剛剛開始在陸地上扎根。

“我驚呆了，”協調這項研究的烏普薩拉大學佩爾·阿爾伯格說道。“一塊帶軌道的石板，一個人就能搬起來，這讓我們對現代四足動物進化過程中的一切認知都產生了懷疑。”

圖片展示了這只爬行動物的復原圖。圖片來源：Martin Ambrozik

四足動物的起源故事始于魚類離開水體，結束于它們的后代適應陸地生活，最終演化出現代兩棲動物和羊膜動物——這一群體包括爬行動物、鳥類和哺乳動物。到目前為止，這個時間線似乎很簡單：第一批四足動物出現在泥盆紀，而現代類群的最早成員則出現在石炭紀。

已知最古老的羊膜動物化石可追溯到約3.2億年前，這使得研究人員認為，兩棲動物和羊膜動物的分化——即所謂的四足動物冠群節點——發生在早石炭紀，約3.55億年前。泥盆紀則被認為以更原始的、類似魚類的四足動物和像提塔利克魚這樣的過渡物種為主。

澳大利亞最早石炭紀的砂巖板，距今約3.55億年。圖片來源：Grzegorz Nied?wiedzk

如今，一塊來自澳大利亞最早石炭紀的砂巖板，可追溯到約3.55億年前，挑戰了這一觀點。這塊砂巖板由兩位共同撰寫這項研究的業余古生物學家發現，其中保存著保存完好的腳印，腳趾較長，尖端有清晰的爪痕。這些是迄今為止已知最古老的爪印。

Per Ahlberg，烏普薩拉大學有機生物學系教授。圖片來源：珍妮特·阿爾伯格

“當我第一次看到這個標本時，我非常驚訝，僅僅幾秒鐘后，我就注意到上面有清晰保存的爪痕，”該研究的共同作者、烏普薩拉大學的 Grzegorz Nied?wiedzki 說道。“所有早期羊膜動物都有爪子，但在其他四足動物群體中幾乎沒有，”Per Ahlberg 補充道；“爪痕和腳的形狀表明，留下足跡的動物是一種原始爬行動物?！?/p>

如果這種解釋正確，它將爬行動物（以及整個羊膜動物）的起源向前推了3500萬年，即最早的石炭紀。這項研究還提出了來自波蘭的新化石爬行動物足跡，它們雖然不如澳大利亞的足跡古老，但也比之前的記錄要古老得多，這為進一步的解釋提供了支持。對爬行動物起源的這種重新校準影響了四足動物進化的整個時間線。四足動物冠群節點肯定比最早的羊膜動物更古老，因為它是進化樹中更深的分支點，但究竟有多古老呢？作者通過結合化石和現代DNA數據來解決這個問題。

澳大利亞石板的完整標注圖像，展示了對足跡的解讀。前腳（manus）的足跡以黃色顯示，后腳（pes）的足跡以藍色顯示。石板上有兩條足跡，分別為A和B。每條足跡的編碼如下：Am1至Am4分別表示“足跡A，手足足跡1”至“足跡A，手足足跡4”。Ap1等表示“足跡A，pes足跡1”等。Bm1-4和Bp1-4表示足跡B。連接足跡的藍色和黃色鋸齒線表示每條足跡中手足足跡和pes足跡的順序。白色橢圓形旁邊的標簽“Ip”表示“單獨的pes足跡”，即朝向與足跡相反方向的單個足跡。圖片來源：Grzegorz Nied?wiedzk

“這完全取決于樹上不同分支的相對長度，”佩爾·阿爾伯格解釋說，“在基于現存動物DNA數據的家譜中，分支的長度會有所不同，這反映了每個分支片段上基因變化的數量。這并不依賴于化石，因此對于研究化石記錄較少的進化階段非常有幫助?！?/p>

Grzegorz Nied?wiedzki，烏普薩拉大學有機生物學系研究員。圖片來源：米凱爾·沃勒施泰特

他們的分析將DNA分析的分支長度與已知的化石年代疊加，表明四足動物冠群節點位于遙遠的泥盆紀，大致與提塔利克魚同時代。這意味著，在人們認為只有過渡型“魚足類”在泥濘的海岸線上爬行，并開始小規模探索陸地的時代，已經存在了多種先進的四足動物。但這或許并不令人意外。

“澳大利亞足跡板寬約50厘米，”佩爾·阿爾伯格說道，“它代表了岡瓦納古陸最早石炭紀的全部四足動物化石記錄。岡瓦納古陸是一個由非洲、南美洲、南極洲、澳大利亞和印度組成的巨大超大陸。誰知道那里還生活著什么呢？”

“最有趣的發現尚未到來，該領域還有許多未知之處。這些來自澳大利亞的足跡只是其中一個例子，”格熱戈日·尼德茲維茲基說道。

編譯自/ScitechDaily