近日，一支中外聯合研究團隊在我國新疆準噶爾盆地西北緣的志留紀晚期地層中發現了一種新的淡水節肢動物。相關研究成果論文發表在《古生物學論文集》上。這項發現對陸生/淡水節肢動物的起源與早期演化提出了新認識，也改變了我們以往對地球早期陸地生態係統的認知。

  可能是最早的陸生動物之一

  節肢動物是身體和附肢都分節的無脊椎動物，是最為龐大和古老的生物門類，常見的各類昆蟲、蝦、蟹以及我們耳熟能詳的化石生物——三葉蟲等，都屬于節肢動物。全世界約有120萬種節肢動物，其生活環境遍布海陸空。在距今約5.6億年前的埃迪卡拉動物群中就已發現節肢動物化石。要知道，最早的人類成員——能人生活的年代距今才約為180萬年。

  地球的初始階段是一個火球。隨著溫度不斷降低，它的表面出現了水，這就為孕育生命提供了搖籃。科學家認為，在約40億年前，地球出現了單細胞生物和以藍藻類為主的原始藻類。原始藻類通過光合作用為地球提供了大量氧氣，使得大氣環境更加適宜生物生存。然而，在隨後的30多億年裏，生物一直以單細胞的形式生活在海洋裏。

  直到距今5.4億年的寒武紀生命大爆發，海洋世界迎來了更多物種。以節肢動物為主的生物群閃亮登場，與它們一起誕生的還有腕足動物和軟體動物等。科學研究推斷，節肢動物的起源時間應該更早，但目前缺乏相應的化石證據。

  多姿多彩的遠古生命暢遊在海洋裏，與此同時，陸地生命世界也由荒涼貧瘠開始發生變化。一些形態簡單的植物已經默默開啟了登陸之旅，化石證據表明，在大約4億多年前，陸地上已經出現了植物。

  植物登陸使得地球大氣與岩石環境都得到了改善，是生命從海洋發展到陸地的一個重要節點，也帶領越來越多的生物向陸地遷移，生存環境不斷壯大。這其中，節肢動物天然的硬殼和氣閥為其登上陸地提供生存保障，因為硬殼可以防止水分流失，而氣閥能輸送空氣到體內。通過一個志留紀晚期（距今約4.2億年）的節肢動物——呼氣蟲化石，科學家推斷它可能代表了最早的陸地生物之一，節肢動物也成為最早登陸的動物。

  志留紀晚期已生活在淡水環境中

  現有研究表明，在寒武紀—奧陶紀時期（距今約5.41億年—4.41億年），節肢動物可能已脫離海洋登上陸地，甚至遺跡化石記錄顯示，在奧陶紀時期可能存在兩棲類節肢動物。然而，以多足綱為代表的陸生/淡水節肢動物在志留紀中晚期的地層中才存在確切的實體化石證據，且僅在勞俄大陸南部的加裏東山脈（如現今的英格蘭和蘇格蘭）少量幾個地點出現，而在勞俄大陸之外尚無可靠的志留紀陸生/淡水節肢動物化石記錄。到了泥盆紀（距今約4億年—3.5億年），陸生淡水節肢動物化石記錄和多樣性明顯增加，古地理分布范圍擴大到其他大陸或塊體。

  “新疆這個化石的發現，實際上將節肢動物登陸的時間節點進一步往前推了。”團隊主要成員、中國科學院南京地質古生物研究所早期陸生植物研究團隊研究員徐洪河向記者介紹，這次發現的賽爾瑪爾迪布拉克蟲可代表我國目前已知最早的淡水節肢動物，也是在勞俄大陸之外最古老的陸生/淡水節肢動物實體化石記錄。此外，它的發現還將志留紀晚期陸生/淡水節肢動物的古地理分布范圍從勞俄大陸擴展到北半球古亞洲洋中的島弧帶上，表明在志留紀晚期節肢動物或已開始廣泛脫離海洋，遷移到陸地或河流湖泊環境中生活。

  值得注意的是，此次發現的節肢動物化石與植物化石在同一地層共同保存。研究人員通過化學指標識別出當時的古環境是淡水。“這是一個比較新的認識。”徐洪河強調，“表明在志留紀晚期，陸地上已經有了一個相對比較完整的、植物與動物共生的生態體係，而其中的節肢動物已經廣泛生活在陸地的淡水環境之中了。”

  此次賽爾瑪爾迪布拉克蟲化石發現于新疆北部和布克賽爾縣賽爾山的一套被稱為“謝米斯臺組”的地層。2020年10月，研究人員在這一地層中探尋植物化石時，意外發現了該化石材料。在徐洪河看來，此研究發現帶給他很多啟發：“因為動、植物有彼此共生的關係，所以我們在研究化石的時候，不能只盯著一方面，而應該把它們放在一起去研究。”

  徐洪河補充説，係統而非片面、單一地研究化石，才能還原生物共同生活的環境，這對于了解過去、解讀地球的環境變遷和物種演化都很有意義。