南非发现的海洋生物化石是独一无二的,这要归功于不同寻常的保存


南非发现的海洋生物化石是独一无二的,这要归功于不同寻常的保存


Keurbos susanae,来自南非的海洋生物化石 。图片来源:Sarah Gabbott
据《对话》(莎拉·加博特):25年前在南非路边采石场发现的一种化石生物终于有了正式名称 。这种小型、分节、类似甲壳类动物的生物可以追溯到4.44亿年前,现在可以被介绍为Keurbos susanae 。它属于节肢动物群,约占当今所有已知物种的84%,包括昆虫、蜘蛛和螃蟹 。
古生物学家Sarah Gabbott解释了她的发现的不同寻常之处,她将其命名为科学描述过程的一部分 。
你能告诉我们关于这种生物和它生活的环境吗?
该化石长约50厘米,有46个几乎相同的部分 。从每一个突出的是一个精致的鳃状结构 。它可能看起来有点像马蹄蟹,鳃是用来从它生活的水中吸收氧气的 。它的内部保存得非常完好 , 这对于化石来说是非常不寻常的——通常只有坚硬、更耐腐烂的外部特征才能被保存下来 。你可以看到成束的肌肉纤维 , 它们为四肢、肌腱和内部支架结构提供动力,使动物具有刚性 。
我们认为,它的大部分生命都生活在海底,或者更可能就在海底上方,可能以波动的(挥手)运动行走和游泳 。
它生活在4.4亿多年前奥陶纪末期灭绝事件的直接后果中 , 这是由冰川作用(冰冻条件的传播)在地球大片地区造成的 。这场灭绝使地球上约85%的物种灭绝 。Keurbos susanae居住的海洋盆地可能非常寒冷,有时被海冰覆盖 。
在其他方面,这也是一个相对敌对的环境 。我们对页岩化学成分的分析表明,页岩是在缺氧条件下沉积的(即水中没有自由循环的氧气) 。页岩是这种动物和其他动物生活的海床上的沉积物,现在变成了岩石 。有时,游离硫化氢出现在沉积物孔隙水中(沉积物颗粒之间微小空间中的水),甚至出现在海底上方 。在这种条件下,没有多少生物可以生存,这对这块化石的惊人保存至关重要 。
这意味着尸体死后没有被其他动物吃掉 。此外,化学在通常会迅速腐烂的软组织在死亡后迅速矿化的过程中也很重要 。这使动物的解剖结构变成了矿物质,在被发现之前,矿物质存活了数亿年 。
它是“由内而外”保存的 。
Keurbos susanae是一个新的属和种,我们仍在努力将其与其他早期节肢动物区分开来 。事实上,它的内部比外部保存得更好,这使得很难与“相反”保存的其他化石进行比较
你是怎么找到化石的,在那个地区还发现了什么?
该地点位于开普敦北部的Cedarberg山脉 。要在这个地区收集化石,你需要获得地球科学委员会颁发的许可证 。含化石岩石因其遗产和科学价值而受到法律保护 。
在这些岩石中寻找化石需要大量的辛勤工作和耐心,用锤子和凿子劈开页岩 。这些页岩是曾经在海底的淤泥层留下的 。这里的化石非常罕见:你可以挖掘和分裂页岩几天,却找不到一块化石 。但我们知道其中有一些是因为之前的发现 。
我找到了两个标本 。第一个是完整的,但第二个只保留了身体的中间部分 。
在同样的岩石中,我们发现了一些最早的脊椎动物化石,它们有矿化的牙齿,被称为牙形石 。它们是鳗鱼形状的食肉动物 。还有eurypterids(海蝎),一种具有强大游泳附肢的节肢动物 , 可以在寒冷的水域中巡航 。还有正锥体——一种有腔室的头足类动物——就像被称为菊石的软体动物化石一样,菊石被大量发现,但外壳是直的而不是卷曲的 。
为什么科学地描述Keurbos susanae花了25年时间?
实际上有两个原因 。
首先,由于保存的性质,所有内部都保存完好,但外部(甲壳或身体覆盖物)不存在,因此很难解释和与其他化石进行比较 。其次,由于标本的头部和腿部缺失,这些是古生物学家用来帮助他们了解此类化石进化关系的关键特征 。
如果能找到更多的标本 , 包括它们的头和腿,我们就能更确定这些化石在生命计划中的位置 。但我发现它的地方被采石活动留下的大量岩石覆盖着 。所以我们决定描述一下我们在此期间所拥有的东西 , 而不是等待更多的例子 。
这块化石的名字Keurbos susanae指的是我发现它的地方,以及我的母亲Sue,她鼓励我从事一种让我快乐的职业,无论那是什么 。