人際交往中維持心理安全邊界被稱為“社交距離”，你是否想過(guò)，在數(shù)億年前的海洋中，一群看似無(wú)法移動(dòng)的生物，竟然也懂得保持社交距離？近日，我國(guó)科學(xué)家對(duì)距今約4.36億年前的腕足動(dòng)物化石居群展開(kāi)深入研究，首次揭示這些遠(yuǎn)古海洋底棲生物如何巧妙利用身體上的微小結(jié)構(gòu)——?jiǎng)偯瑏?lái)維持彼此間的"社交距離"，形成井然有序的生存格局。成果于2025年7月21日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》。

比發(fā)絲更細(xì)的剛毛結(jié)構(gòu)，被化石完美保存

腕足動(dòng)物是古生代海洋中的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，本次研究聚焦的是志留紀(jì)早期腕足動(dòng)物“遮隱核螺貝”，化石發(fā)現(xiàn)于貴州桐梓、仁懷地區(qū)。中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員黃冰與中國(guó)科學(xué)院院士、南京古生物所研究員戎嘉余對(duì)其展開(kāi)深入研究，原位埋藏的化石標(biāo)本完整保留了它們生命最后時(shí)刻的真實(shí)狀態(tài)，為科學(xué)家打開(kāi)了一扇觀察遠(yuǎn)古生物群落的珍貴窗口。

剛毛是其外套膜邊緣生長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)、柔韌的毛狀結(jié)構(gòu)，在化石中極難保存。人的頭發(fā)直徑大約是70微米，而本次研究的遮隱核螺貝外套膜邊緣剛毛，直徑大約是20微米?；?jīng)歷了數(shù)億年的漫長(zhǎng)埋藏，剛毛結(jié)構(gòu)是如何保存下來(lái)的，研究人員又是如何辨認(rèn)這樣的細(xì)微結(jié)構(gòu)？

研究人員綜合運(yùn)用了掃描電鏡、X射線熒光光譜和顯微CT等多種現(xiàn)代分析技術(shù)，不僅清晰重構(gòu)了剛毛的精細(xì)形態(tài)，還證實(shí)了其中一種獨(dú)特的保存機(jī)制：即剛毛先是在缺氧環(huán)境下迅速黃鐵礦化，繼而在弱酸性條件中被鈣質(zhì)外殼包覆，阻止壓實(shí)與氧化，因而即便黃鐵礦后期轉(zhuǎn)為氧化鐵，化石仍能完整保留剛毛的微觀形態(tài)。

保持距離，遮隱核螺貝才能“愉快干飯”

在確證了這些精微結(jié)構(gòu)后，研究人員將目光投向了整個(gè)居群的布局，這些腕足動(dòng)物的分布并非隨機(jī)雜亂，而是呈現(xiàn)出一種統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的、類(lèi)似棋盤(pán)的非隨機(jī)、均勻分布模式。這種“棋盤(pán)狀”布局暗示著個(gè)體之間存在一種間距調(diào)節(jié)機(jī)制。

這種精準(zhǔn)的“排兵布陣”是如何實(shí)現(xiàn)的？研究人員通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，化石居群中個(gè)體之間的平均距離與它們保存完好的剛毛長(zhǎng)度之間存在著明確的定量關(guān)系，這個(gè)間距大約是剛毛長(zhǎng)度的1.5—2倍。這種在看似固著不動(dòng)的生物中發(fā)生的位置微調(diào)并非沒(méi)有先例，例如現(xiàn)代藤壺在固著后仍能進(jìn)行極其緩慢的遷移以優(yōu)化生存空間。

研究推測(cè)，遮隱核螺貝雖然具有光滑的盤(pán)狀外殼和無(wú)肉莖的特征，但可能具備毫米級(jí)緩慢滑動(dòng)的能力。它們可能憑借自身極其微弱的活動(dòng)能力，或是借助微弱水流等外力實(shí)現(xiàn)極為緩慢的移動(dòng)。當(dāng)個(gè)體間距過(guò)近，其伸展的剛毛便會(huì)與鄰居接觸，這種持續(xù)的物理接觸，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的累積，最終促使整個(gè)居群達(dá)到一個(gè)互不干擾、空間利用最優(yōu)化的穩(wěn)定構(gòu)型。這對(duì)于濾食性生物至關(guān)重要，能最大限度地避免彼此的攝食水流相互干擾。

此項(xiàng)研究首次將一種精微的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)（剛毛）與統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的居群空間格局直接聯(lián)系起來(lái)，為“生物間的相互作用如何塑造居群結(jié)構(gòu)”這一古生態(tài)學(xué)核心問(wèn)題提供了直接的化石證據(jù)。這表明，遠(yuǎn)古居群的形成并不僅僅受制于被動(dòng)的環(huán)境因素或幼蟲(chóng)的隨機(jī)固著，生物個(gè)體間由其形態(tài)結(jié)構(gòu)引起的相互作用，同樣是至關(guān)重要的因素。這一發(fā)現(xiàn)不僅加深了人類(lèi)對(duì)古生代海洋生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的理解，也凸顯了那些看似微不足道的特征在生命演化長(zhǎng)河中可能產(chǎn)生的重要生態(tài)影響。

現(xiàn)代快報(bào)/現(xiàn)代+記者 是鐘寅

（圖源 南古所提供）