一块板褐色石板，板上是微微隆起或微微凹陷的一条条线条状痕迹。谁也想不到，这背后藏着巨大的意义。
“可以理解为，这是迄今为止最古老的动物向地下世界探索的遗迹，时间大约距今5.5亿年前。在那之前，地球上的动物只在海底表面进行二维活动。而且，这批‘挖掘工’活动的后果，可不一般。”中国科学院南京地质古生物研究所（简称“南京古生物所”）早期生命研究团队研究员陈哲介绍，“它们的行为，改变了生态环境，是触发了埃迪卡拉生物群灭绝事件的潜在原因之一，也推动了‘寒武纪大爆发’。”
近日，他和团队在湖北宜昌“石板滩生物群”研究中取得重要进展，发现了迄今最古老的复杂三维潜穴系统。这些保存在约5.5亿年前地层中的遗迹化石表明，复杂的动物行为对海底环境的改造比原有的认识提早了近一千万年。这项发现为理解埃迪卡拉纪—寒武纪过渡期间生态系统的重大转型提供了关键行为学证据，相关成果于10月30日发表于国际权威综合性学术期刊《科学进展》(Science Advances)上。
首个“挖掘工”不简单，能挖出“复合公寓”
在南京古生物所，记者看到，褐色石板上保有的遗迹化石可分为三类：锯形迹，多为走向变化的折线；多山迹，由水平和垂直的遗迹组成，形态复杂；蝌蚪状遗迹，一侧膨大、一侧似蝌蚪尾巴，逐渐狭窄。
“所谓‘遗迹化石’，指的是动物活动留下的痕迹。一般情况下，多种生物只要具有相似的构造，或是相近的运动方式就会产生相似的遗迹。”陈哲解释，研究团队分析认为，这三种代表了不同的行为——
锯形迹，呈现出规则的“之”字型或阶梯状形态。这代表造迹生物能够进行有节奏、可重复的推进和探测。此外，这种遗迹在石板滩已呈现出多样性，表明这并非个例。
多山迹，科研人员戏称为“复合公寓”。这种遗迹往往包括连接在一起的水平生活隧道、垂直通道以及表面爬迹等，反映了动物在此进行了多种复杂活动，如行走、觅食、栖息等。
蝌蚪状遗迹，其膨大端呈球形，切穿了当时的微生物席层。“我们认为，这代表遗迹动物向下探出了一个坑获取食物，然后沿着藻席层前进并钻出地面。”博士生刘雅榕介绍。
意义重大，世界由此不再“静默”
大约5.39亿年前，地球生命经历了一场被称为“寒武纪大爆发”的演化革命，几乎所有现代动物门类在短短几百万年内“突然”出现。
而在此之前，是长达近一亿年的“埃迪卡拉纪”。大多的埃迪卡拉动物固着在海底，和植物十分相近，其他的则平躺在浅海处，等待营养顺水流而送上门来，世界“很安静”“很静默”。
如何从“静默世界”跨越到“生命爆发”，一直是困扰科学家的谜题。陈哲认为，这群“挖掘工”或许可以提供一些启示。
“它们的出现，由二维的表面活动开始向更深的沉积物中推进，显示出高效、复杂的三维探索行为。这种不断重复、规律的探索行为，具有强烈的生物扰动作用。”陈哲说。
他进一步解释，“挖掘工”对地下世界的探索，不仅会破坏沉积物表面的微生物席，还进一步瓦解了依赖微生物席生存的埃迪卡拉型生物的生态环境。这些复杂行为的出现及其生态累积效应，在埃迪卡拉纪末期持续增强，促使微生物席逐渐衰退，不断动摇埃迪卡拉型生物的生态根基，同时为其他后生动物多样性演化创造了新的生态机遇。在多种生物与非生物因素的协同作用下，这一过程最终推动了埃迪卡拉纪—寒武纪生态系统的深刻转型。
更令人信服的是，地层记录提供了最直接的证据：在石板滩段下部，生物扰动很弱，埃迪卡拉生物繁盛。而到了潜穴密集的层位，典型的埃迪卡拉化石就变得非常稀少。这种“此消彼长”的关系，强烈暗示了这些“挖掘工”通过破坏环境，局部排挤了适应旧世界的生物。
真实身份是谁？
这些“挖掘工”究竟是谁？
很可惜，无法直接从化石中找到答案。但现代遗迹学研究显示，像鳃曳动物或一些节肢动物的幼虫，都能制造出类似的复杂潜穴系统。这需要发达的神经系统和精确的肌肉控制，表明这些“挖掘工”已经具备了相当高的智慧。
“我们称呼它们为‘生态系统工程师’。它们的工作，启动了一场影响深远的‘底质革命’。”陈哲说。
研究发现表明，“寒武纪大爆发”并非无源之水。它是由埃迪卡拉纪一系列的前期创新（尤其是行为创新）所铺垫和催化的。显生宙的动物已经开始出现，动物不仅是环境的产物，也从这时开始，成为了改变环境的强大力量。
这项研究也进一步确认，石板滩生物群保存了丰富多样的遗迹化石和实体化石组合，是研究隐生宙-显生宙之交生态系统巨变的重要窗口。此前，南京古生物所科学家在石板滩生物群发现了可以“行走”的夷陵虫，将分节动物的出现时间提前了近千万年；还有螺旋网格海绵，为海绵早期演化提供了关键证据。
研究得到国家自然科学基金委项目资助。
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