加拿大艾伯塔省上白垩统Wapiti组河流相中的类螯虾节肢动物行迹:Octopodichnus cf. O. raymondi的发现及其古环境意义

《Journal of Paleontology》:Crayfish-like arthropod trackways from the fluvial Wapiti Formation (Upper Cretaceous), Alberta, Canada

【字体: 时间:2025年12月27日 来源:Journal of Paleontology 1.6

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  语 本研究针对节肢动物行迹遗迹分类标准不统一的问题,对加拿大上白垩统Wapiti组中发现的类螯虾节肢动物行迹进行系统分析。通过采用最新遗迹分类学标准,研究者将行迹鉴定为Octopodichnus cf. O. raymondi,并结合沉积学与伴生遗迹化石,提出其形成于沼泽化洪泛环境,可能由螯虾类十足目生物创造,突破了该遗迹属传统上被认为由蛛形纲在风成环境形成的认知,为晚白垩世高纬度淡水生态系统及螯虾演化提供了关键证据。

  
在漫长的地球历史中,节肢动物作为地球上最成功的动物类群之一,其演化历程却因外骨骼难以保存而存在大量空白。遗迹化石,特别是行迹化石,成为揭示这些古生物行为与环境互动的关键钥匙。然而,节肢动物行迹的遗迹分类长期以来因诊断标准不一而混乱不堪,许多命名基于细微形态差异,缺乏对底层沉积物影响的深入考量,使得不同研究者之间的对比与交流困难重重。
加拿大艾伯塔省西部的上白垩统Wapiti组,以富含脊椎动物化石尤其是非鸟类恐龙而闻名,但其无脊椎动物化石记录却鲜有关注。尽管之前有零星的脊椎动物遗迹化石报道,无脊椎动物遗迹化石的研究仍处于起步阶段。近年来,在Wapiti河沿岸出露的泥岩板上发现了保存精美的节肢动物行迹及其他无脊椎动物遗迹化石,为填补这一空白提供了珍贵材料。
本研究由Ryusuke Kimitsuki等人完成,论文发表在《Journal of Paleontology》上。研究人员对这些行迹进行了详细描述、遗迹分类学分析,并探讨了可能的造迹生物。研究不仅丰富了Wapiti组的无脊椎动物化石记录,也为晚白垩世类螯虾节肢动物的古生物地理分布提供了新见解。
为开展此项研究,作者团队采用了多项关键技术方法:首先,通过野外地质调查与地层学分析,确定了含行迹泥岩板产于Wapiti组第3单元顶部,属于河流相沼泽化洪泛环境沉积;其次,利用摄影测量技术(Agisoft Metashape Professional)对标本进行三维建模,生成正射影像和数字高程模型(DEM),以高精度测量行迹形态参数;再次,严格遵循Trewin(1994)和Minter等(2007)提出的术语体系,对行迹的对称性、步幅、系列长度/宽度等指标进行量化分析;最后,结合沉积学特征(如有机质含量、火山灰层)及伴生遗迹化石(如Skolithos、粪便丘)进行古环境解释。

系统遗迹学与行迹描述

研究共描述了四段连续的行迹(TW1-TW4),保存于三块泥岩板上。行迹由两侧平行的足迹系列组成,呈交错至交替对称,平均外部宽度64.3-68.8毫米,步幅45.1-52.5毫米,步幅/外部宽度比为66%-82%。每系列通常包含3-4个足迹,足迹呈椭圆形,部分具分叉特征,且显示明显的异足性(heteropody),即内外侧足迹更大、更深。

遗迹分类学鉴定

通过对比类似遗迹属(如Paleohelcura、Stiaria、Siskemia),研究者指出Wapiti组行迹缺乏中脊印记,且足迹排列不规则,符合Octopodichnus的特征。与此属内已知种(O. didactylus、O. minor、O. raymondi)相比,Wapiti行迹的系列长度较短(15.1-17.7毫米),步幅/宽度比较低(0.62-0.82),最接近O. raymondi,但因足迹角度测量困难,暂定为Octopodichnus cf. O. raymondi。

伴生遗迹化石与埋藏学解释

行迹层面还保存有孤立足迹、垂直潜穴(Skolithos isp.)、辐射状水平潜穴、表面拖痕及粪便丘等遗迹化石。火山灰层直接覆盖于行迹层面,可能通过快速埋藏、抑制生物扰动和提供硅质促进植物硅化,共同促成了遗迹的精美保存。

造迹生物与古环境重建

基于行迹形态(深足迹、异足性)和古环境背景(高纬度、沼泽化洪泛平原),研究排除了蛛形纲(如蝎子、狼蛛)和板足鲎等传统造迹生物,提出螯虾类(crayfish)或类似十足目是最可能的造迹者。螯虾类在晚白垩世已存在于北半球,其行为实验产生的行迹在形态和深度上与化石高度吻合。这一解释突破了Octopodichnus传统上与干旱风成环境的关联,揭示了该类行迹在湿润高纬度环境中的形成潜力。

研究结论与意义

本研究首次将Wapiti组的节肢动物行迹鉴定为Octopodichnus cf. O. raymondi,并提出其可能由螯虾类造迹,为晚白垩世螯虾类在高纬度淡水环境的存在提供了关键遗迹学证据。研究强调了结合形态学、沉积背景和遗迹组合的重要性,避免了单纯依赖行迹形态导致的误判。此外,火山灰埋藏机制下的精美保存为类似遗迹化石的研究提供了范例。成果不仅丰富了Wapiti组及西加拿大沉积盆地的无脊椎动物化石记录,也推动了对Octopodichnus及其相关遗迹属的重新评估,为未来节肢动物遗迹分类学与古环境重建研究奠定了坚实基础。
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