综述:早古生代线形石针迹(Skolithos linearis):鳃曳动物的潜穴?

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 2.6

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  这篇综述通过多维度分析早古生代线形石针迹(S. linearis)的异常形态特征(如分支、漏斗状开口、环状结构等),结合现生和化石类比,首次系统论证其造迹者为鳃曳动物(Priapulida),解决了这一持续三个世纪的古生物学谜题,并为重建古环境和Priapulida门的行为演化提供了新视角。

  

Abstract
线形石针迹(Skolithos linearis)作为寒武纪近岸砂岩中最丰富的遗迹化石之一,其造迹者身份争议长达三百年。传统观点基于现生类比将其归因于多毛类(polychaete)或帚虫动物(phoronid),但本研究通过分析劳伦大陆、波罗的大陆和冈瓦纳大陆的寒武系-奥陶系标本,发现其存在分支、侧向位移(spreiten-like)、漏斗状开口、锥状堆叠、球根状膨大等11类异常特征,与现生鳃曳动物(Priapulida)的潜穴行为高度吻合。这一结论不仅揭示了早古生代鳃曳动物的深穴生活模式,还表明该类群可能制造了多种早古生代遗迹分类单元(ichnotaxa)。

Introduction
自1731年德国学者Sivers将寒武纪漂砾中的管状构造命名为"音乐石"(Lapis Musicalis)以来,S. linearis因其简单圆柱形态被归入20余类造迹生物。尽管帚虫动物假说(Fenton and Fenton, 1934)和多毛类假说(James, 1891)长期占据主流,但Knaust等(2018)在模式产地(美国宾州Chickies Rock)的研究发现,传统形态分类忽略了关键行为学证据。本研究通过全球标本的异常特征分析,提出鳃曳动物假说的三大证据链:1)环状纹饰(annulation)对应肌肉收缩痕迹;2)漏斗结构反映取食陷阱构建;3)基底球状终止(bulb-like termination)匹配现生鳃曳动物的锚定行为。

Investigated Material
研究标本涵盖三大古陆12个关键层位,包括:1)瑞典寒武系Mickwitzia砂岩中的密集管岩(pipe rock);2)摩洛哥奥陶系Fezoúata组的分支潜穴;3)德国漂砾中的叠锥结构(stacked conical)。通过岩石切片和三维重建技术,首次识别出造迹生物运动时产生的侧向位移纹层(spreiten),这一特征在现生鳃曳动物(如Priapulus caudatus)的垂直迁移行为中具有诊断意义。

Conclusions
鳃曳动物假说得到五大行为学证据支持:1)U型回填构造(protrusive spreite)对应周期性上下觅食;2)壁面条纹(striae)体现体环肌肉运动;3)分段结构(segmentation)反映躯体分节;4)直径突变与现生种群的龄期变化一致;5)基底膨大符合尾部固着需求。该发现将鳃曳动物的深穴生态位前推至寒武纪,并提示早期管岩(pipe rock)可能代表古生态"鳃曳动物草坪"(priapulid lawns)。未来研究可结合微区地球化学分析(如δ13Corg)进一步验证这一模型。

CRediT Statement
研究由Dirk Knaust独立完成,涵盖野外采样、显微CT分析到行为学建模的全流程工作。特别致谢Roger D.K. Thomas对模式产地的地质指导,以及Lars Holmer关于腕足动物扰动行为的对比讨论。

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