研究人员已经确定了一个3D皮肤化石碎片,它比之前描述的皮肤化石至少要早2100万年。这块皮肤属于古生代的一种早期爬行动物,表面有鹅卵石,最像鳄鱼的皮肤。这是保存最古老的表皮,陆地爬行动物、鸟类和哺乳动物的最外层皮肤,这是向陆地生活过渡的重要进化适应。1月11日发表在《当代生物学》杂志上的这具化石与其他几个从俄克拉荷马州理查兹Spur石灰岩洞穴系统收集的标本一起被描述。
多伦多大学古生物学研究生伊桑·穆尼(Ethan Mooney)是该研究的第一作者,他在多伦多大学与古生物学家罗伯特·雷兹(Robert Reisz)一起研究这个项目,他说:“我们偶尔会得到一个难得的机会,可以一窥远古时代。”“这些类型的发现确实可以丰富我们对这些先锋动物的理解和感知。”
皮肤和其他软组织很少成为化石,但研究人员认为,在这种情况下,皮肤保存是可能的,因为洞穴系统的独特特征,包括精细的粘土沉积物,减缓了分解,石油渗漏,洞穴环境可能是无氧环境。
穆尼说:“动物可能在二叠纪早期落入这个洞穴系统,并被埋在非常细的粘土沉积物中,这延缓了腐烂过程。”“但更重要的是,这个洞穴系统在二叠纪时期也是一个活跃的石油渗漏点,石油和焦油中的碳氢化合物之间的相互作用可能是这个皮肤被保存下来的原因。”
这块皮肤化石很小,比指甲还小。多伦多大学密西沙加分校的合著者Tea Maho进行了显微镜检查,发现了表皮组织,这是羊膜动物皮肤的标志。羊膜动物是陆生脊椎动物,包括爬行动物、鸟类和哺乳动物,是在石炭纪时期从两栖动物祖先进化而来的。穆尼说:“我们被我们所看到的完全震惊了,因为它完全不同于我们的预期。”“发现这样一个古老的皮肤化石是一个难得的机会,可以窥探过去,看看这些最早的动物的皮肤可能是什么样子的。”
这种皮肤与古代和现存的爬行动物有共同的特征,包括类似于鳄鱼皮肤的卵石表面,以及类似于蛇和蠕虫蜥蜴皮肤结构的表皮鳞片之间的铰链区域。然而,由于皮肤化石与骨骼或任何其他遗骸无关,因此不可能确定皮肤属于哪种动物或身体部位。
这种古老的皮肤与今天活着的爬行动物的皮肤相似的事实表明,这些结构对于在陆地环境中生存是多么重要。“表皮是脊椎动物在陆地上生存的一个关键特征,”穆尼说。“它是身体内部过程和恶劣外部环境之间的关键屏障。”
研究人员说,这种皮肤可能代表了早期羊膜动物中陆生脊椎动物祖先的皮肤结构,这使得鸟类羽毛和哺乳动物毛囊的最终进化成为可能。
这块皮肤化石和其他标本是由毕生的古生物学爱好者比尔和朱莉·梅在俄克拉荷马州的理查兹Spur收集的,理查兹Spur是一个活跃的采石场。理查兹山独特的环境保存了许多最古老的早期陆生动物。这些标本保存在皇家安大略博物馆。
