遺跡化石揭示2億年前三疊紀(jì)湖泊中的“馬蹄蟹”

1月29日，由中國地質(zhì)大學(xué)（北京）副教授邢立達(dá)領(lǐng)銜的中外科學(xué)家團(tuán)隊(duì)宣布，他們?cè)陉儽倍鯛柖嗨古璧匕l(fā)現(xiàn)了十分罕見的、約2億年前的鱟和魚類遺跡化石組合。研究人員還包括中國地質(zhì)大學(xué)（北京）博士生王妙言、德國足跡學(xué)者亨德里克·克萊因（Hendrik Klein）等。研究論文發(fā)表于《歷史生物學(xué)》雜志。

陜西省榆林市橫山區(qū)是我國重要的晚三疊世遺跡化石產(chǎn)區(qū)。其化石發(fā)現(xiàn)歷史可以追溯到1997年夏季，當(dāng)?shù)夭墒瘓?chǎng)在生產(chǎn)石材的過程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了巖板上的無脊椎動(dòng)物遺跡。這些石材曾被當(dāng)?shù)鼐用駨V泛用作地板磚和墓碑，或用于鋪路等。

次年，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）副教授盧宗盛等首次描述了該區(qū)廟溝村窯堡組地層中發(fā)現(xiàn)的魚類游泳遺跡化石，這在中國中生代地層中也是首次記錄。此后，盧宗盛攜團(tuán)隊(duì)通過挖掘獲得了大量標(biāo)本，并進(jìn)行了魚類遺跡形態(tài)學(xué)等方面的研究。

2019年5月，邢立達(dá)帶隊(duì)考察了采石場(chǎng)及周邊地層，并對(duì)榆林市民間收藏協(xié)會(huì)收藏的一批標(biāo)本進(jìn)行了研究。王妙言表示，研究表明這些足跡的制造者并非四足類，而是我們所熟知的“活化石”——鱟。

鱟，俗稱馬蹄蟹，是一種節(jié)肢動(dòng)物，其身體分為三部分——頭胸部（前體）、腹部和尾刺，并且具有六對(duì)附肢（一對(duì)螯肢與五對(duì)步足）。鱟遺跡化石大多是由步足、尾刺以及前體的印痕所組合而成的。

橫山鱟足跡多與魚游跡伴生，這些遺跡均顯示出了顯著的形態(tài)多樣性。橫山標(biāo)本包含了17條可識(shí)別的鱟行跡和至少60個(gè)孤立足印。橫山鱟行跡通常由最后一對(duì)步足的印痕組成，偶爾也會(huì)出現(xiàn)其他步足的痕跡。這些足跡輪廓和四足動(dòng)物的足跡相似，呈“雙趾–四趾式”，“趾痕”指向前方，足跡或左右對(duì)稱排列，或呈現(xiàn)出左-右-左的交替運(yùn)動(dòng)模式。

而能夠?qū)⑵渑c四足類足跡明顯區(qū)分開來的特征是足印后方通常具有較長的、呈分叉狀的痕跡，研究團(tuán)隊(duì)以此將其暫時(shí)歸為鱟運(yùn)動(dòng)跡一未定種Kouphichnium isp.。

在一些行跡中，還可以觀察到由尾刺造成的直的或略微蜿蜒的痕跡，這些痕跡有的是連續(xù)的，有的則是由一連串短線段組成。

研究人員表示，根據(jù)不規(guī)則的尾刺痕跡和略微左右交替的足跡模式可以判斷，陜西橫山瓦窯堡組的鱟足跡是由漂浮或游泳著的個(gè)體和在湖底行走的個(gè)體各自留下的。

類似的鱟運(yùn)動(dòng)跡曾見報(bào)道于安徽南陵下三疊統(tǒng)青龍組、云南景洪古近系、貴州花溪地區(qū)下三疊統(tǒng)大冶組和華北地區(qū)上二疊統(tǒng)至下三疊統(tǒng)地層中，同這些記錄相比，橫山標(biāo)本中的晚三疊鱟造跡者的平均尺寸要大得多，根據(jù)長度公式估算個(gè)體的最大尺寸可達(dá)89厘米，這或成為中國化石記錄中最大的鱟。

橫山魚類游泳遺跡化石同樣產(chǎn)出豐富，這些魚游跡在系統(tǒng)分類上均被歸為波形跡屬（Undichna）。魚游跡是魚類在游泳時(shí)腹鰭、胸鰭、尾鰭或身體的其他凸起物在沉積物表面拖曳形成的遺跡，通常是由各種波長、振幅的正弦波波痕組合而成，可以在一定程度上反映魚類形態(tài)和生態(tài)學(xué)特征。

據(jù)王妙言介紹，這批新標(biāo)本主要包括4種不同的波痕組合類型，分別代表了不同的遺跡種：單一的正弦波波痕——單槽波形跡；平行波痕——雙線波形跡；交織在一起的蜿蜒而連續(xù)的波痕——不列顛波形跡和三脊波形跡；由一系列短段的豆莢狀印跡組成的單一波痕——波形跡未定種，有可能屬于單槽波形跡。它們可能代表了3—5種底棲魚類，具有不同的鰭部發(fā)育模式和運(yùn)動(dòng)模式，其中可能包括鄂爾多斯盆地三疊系地層中常見的古鱈類。

除此之外，地層中沒有留下其他潛在獵物的痕跡，說明在水體中漂浮和游泳的生物，例如甲殼類和小魚，是這些造跡者食物鏈的一部分。

總而言之，橫山遺跡化石組合的新發(fā)現(xiàn)有著重要的意義，這是首次在陜西橫山地區(qū)上三疊統(tǒng)中識(shí)別出鱟的足跡化石，不僅拓展了我國鱟遺跡化石的地理和時(shí)代分布，還對(duì)當(dāng)?shù)毓艅?dòng)物群落和古環(huán)境的恢復(fù)有著啟示作用。其不尋常的多樣性表明存在一個(gè)豐富的、由鱟與魚類組成的淺水動(dòng)物群落，而古環(huán)境可能是一個(gè)淡水到咸水的淺水湖泊，有硅質(zhì)沉積物的輸入。