科技日報記者 陸成寬
記者20日獲悉，經過七年艱苦攻關，西北大學張志飛教授團隊聯合國內外研究人員，通過研究河南、江蘇、山東等出土的寒武紀小殼化石，成功破解小殼化石保存之謎，揭示了小殼化石有磷酸鹽化、白云石化、海綠石化等多種保存方式，找到了磷酸鹽化在寒武紀后期的小殼化石保存中不占主導地位的原因。相關研究成果發表于《地學前沿》雜志。
寒武紀大爆發是地球生命史上一次驚人的“物種大爆炸”。在三千萬年里，幾乎所有現代動物的祖先都出現了。“本質上，這是一個動物組織、器官大規模‘創新’的時刻。”論文第一作者、西北大學博士生胡亞洲說，比如，寒武紀初期突然涌現的、形態各異的小型帶殼動物，就代表了動物骨骼的首次出現，也意味著皮膚、肌肉等基礎組織的形成。
因此，研究這些小殼化石，不僅能揭示最早動物骨骼的起源，還能為理解動物身體結構是如何形成和演化的提供關鍵線索。而解答這些問題，完全依賴于小殼化石上所保存的相關信息。“傳統觀點認為，小殼化石主要通過磷酸鹽化保存在富磷地層中。然而，這種保存方式易受地質作用干擾，且在寒武紀中期‘磷酸鹽化窗口’關閉后，此類化石的多樣性、豐度突然下降。”張志飛說。
在這項研究中，科研人員歷經七年，對近8噸寒武紀早中期碳酸鹽巖樣品進行了酸蝕處理，成功獲取超過3.5萬枚小殼化石；利用微區X射線熒光光譜儀、掃描電子顯微鏡等精密儀器分析發現，小殼化石的保存方式遠比想象中多樣：除了磷酸鹽化，它們在“磷酸鹽化窗口”關閉后，還能通過轉化為白云石礦物、海綠石礦物、有機質粘附黏土級碎屑礦物等多種形式保存下來。更重要的是，研究證實磷質沉積并不是控制高質量小殼化石產出的主要因素
張志飛表示，這項研究不僅為尋找和解讀早期生命化石提供了全新視角，證明即使在缺乏磷酸鹽的“不利”條件下，地球依然通過精妙的礦物轉化保存了生命演化的多樣證據，也將極大地推動對動物骨骼礦化機制及早期演化歷程的深入研究。
（受訪者供圖）
