你有没有想过，为什么有些远古生物的化石我们能找到，而有些却似乎消失得无影无踪？洛桑大学发表在《自然通讯》上的一项引人入胜的新研究揭示，秘密可能就藏在这些动物自身的身体里。体型较大、富含蛋白质的动物较为容易在历史长河中形成化石，因为它们创造了缺氧环境，从而减缓了腐烂，这有助于解释化石记录的空白以及节肢动物在古代沉积物中的优势。
来自摩洛哥 Jbel Oum Tkout 的白垩纪虾化石，在马拉喀什自然历史博物馆登记。图片来源：Sinéad Lynch – UNIL
事实证明，体型和化学成分至关重要。研究人员表示，动物的身体成分，也就是其构成物质，决定了它能否保存数百万年，还是最终腐烂消亡。
化石并非仅仅是古老的骨骼。一些最令人震惊的化石发现包括肌肉、内脏甚至大脑等软组织，它们为遥远的过去提供了罕见而详细的生命快照。但为什么这些“软”化石如此稀有呢？
为了解开这个谜团，瑞士研究团队进行了高科技实验室实验，模拟不同动物的腐烂过程。他们研究了从虾、蜗牛到海星和扁形虫等各种动物，仔细观察每一种动物腐烂过程中发生的情况。他们利用先进的微型传感器追踪腐烂尸体周围环境的化学变化，重点关注氧气含量以及富氧和缺氧环境之间的变化。
尺寸、化学性质和化石
这项研究结果令人震惊，现已发表在《自然通讯》杂志上。研究人员发现，体型较大的动物和蛋白质含量较高的动物往往会更快地创造还原（缺氧）环境。这些条件对于化石的形成至关重要，因为它们会减缓腐烂，并引发化学反应，例如矿化或组织被更耐用的矿物质取代。
“这意味着，在自然界中，两种并排埋葬的动物，仅仅因为体型或身体化学成分的差异，最终的化石命运可能截然不同，这可以解释为什么寒武纪和奥陶纪（大约 5 亿年前）的化石群落以节肢动物为主。” 伊利诺伊大学圣路易斯分校博士生、该研究的主要作者诺拉·科特西 (Nora Corthésy) 肯定地说。
“其中一种可能彻底消失，而另一种则可能被永久地铭刻在石头中，” 伊利诺伊大学圣路易斯分校瑞士国家科学基金会 Ambizione 研究员、该论文的资深作者法里德·萨利赫 (Farid Saleh) 补充道。根据这项研究，大型节肢动物比小型涡虫或其他水生蠕虫更容易被保存下来。
这些发现不仅有助于解释化石记录的零散性，也为我们理解塑造我们如今能够重建的古代生命的化学过程提供了宝贵的见解。明确驱动软组织化石形成的因素，将使我们更深入地理解特殊化石的形成过程，以及我们为何只能看到过去的碎片。
为什么选择虾、蜗牛和海星来进行研究？
这些现存的动物是我们实验室中已灭绝动物的最佳代表。从系统发育（物种间关系）和组成成分的角度来看，它们与某些远古动物非常接近。例如，现代虾的角质层和附肢的组成与古代节肢动物大致相似。
如果我们没有证据，我们怎么知道动物曾经存在，然后又消失得无影无踪呢？
在实验室中研究保存情况时，可以区分化石记录中的生态缺失和保存缺失。如果某种动物腐烂迅速，其缺失很可能是由于保存不善造成的。如果腐烂缓慢，则其缺失更可能是生态缺失，即真正脱离了原始生态系统。
研究表明，体型较大、富含蛋白质的生物更有可能被保存下来并变成化石。因此，我们可以假设，体型较小、蛋白质含量较低的生物，由于其氧化还原电位下降的可能性很小，可能由于保存的原因而没有变成化石。
因此，有些生物可能永远无法被保存下来，我们可能永远无法观察到它们，或者只能在极其困难的情况下才能观察到它们。然而，所有这些都只是假设，因为我们无法回到数百万年前，去确认这些古老生态系统中究竟存在着什么。
那么化石形成的外部条件（例如气候）又如何呢？
这些条件的影响非常复杂，难以理解，因为在实验室中复制古代气候条件几乎是不可能的。然而，我们知道某些沉积物可以促进有机物的保存，这为哪些沉积物最适合寻找化石提供了线索。
盐度和温度等因素也会影响生物体的保存。例如，高盐度可以提高生物体的保存潜力，因为大量的盐会像低温一样减缓生物体的腐烂。
本研究仅关注有机质和生物体大小对尸体周围氧化还原条件的影响。因此，这只是众多指标中的一个，要了解各种自然条件对化石保存的影响，我们还有很多工作要做。
编译自/ScitechDaily