长远的科学导致陆地动物祖先的年龄修正
1984 年，苏格兰的一位业余古生物学家发现了一个非凡的标本：一个看起来是蜥蜴或蝾螈的几乎完整的化石。 它的尺寸相当小，只有 20 厘米，将成为动物进化拼图中的关键一块。 这种生物被称为 Westlothiana lizziae，是从生活在水下进化到居住在地球上的最早的四足动物之一。 它和其他类似的茎四足动物是今天存在的两栖动物、鸟类、爬行动物和哺乳动物，包括人类。 尽管它很重要，但研究人员从未确定过这块化石的准确年龄。 但多亏了德克萨斯大学奥斯汀分校的新研究，科学家们现在知道 Westlothiana lizziae 以及来自苏格兰同一地点的类似蝾螈的生物可能比以前认为的要古老 1400 万年。 新时代 - 可以追溯到 3.46 亿年前 - 增加了这一发现的重要性，因为它将标本放在化石记录中一个名为 Romer's Gap 的神秘洞中。 这项研究最近发表在《PLOS One》杂志上，由赫克托·加尔萨 （Hector Garza） 领导，他刚刚从德克萨斯大学杰克逊地球科学学院地球与行星科学系获得博士学位。 Garza 在开始执行使用一种称为辐射测年法的地球化学技术测定古代化石年代测定其年代的任务时，冒着风险。 那是因为虽然地球科学家可以使用锆石晶体来确定岩石形成的时间，但并非所有岩石类型都适合这种类型的分析。 发现化石的苏格兰地点靠近古老的火山，这些火山的熔岩流早已硬化成玄武岩，锆石通常不会在那里形成。 科学家同行警告 Garza，对岩石进行化学测年可能没有结果。 “我认为这是以前没有人尝试深入研究的原因之一，”加尔萨说。 “因为获得锆石需要花费所有时间和精力，然后冒着找不到任何锆石的风险。” 但他很幸运。 当泥浆从火山倾泻而下时，流动的熔岩和碎屑侵蚀了含有锆石的沉积物，这些沉积物被冲入形成石灰岩的湖泊中，埋葬了这些早期的四足动物。 Garza 在杰克逊学校对 11 个岩石样本进行了 X 射线检查，并能够从其中 6 个岩石样本周围的岩石中提取出锆石化石。 然后，他在休斯顿大学对锆石进行了铀铅激光测年，以确定它们可能最古老的年龄。 在 Garza 的赌博之前，科学家们已经认为这些化石与来自世界各地的类似化石一样古老——大约 3.31 亿年。 更准确、更古老的最大年龄为 3.46 亿年，这很重要，因为它将标本置于罗默峡中。 这是 360 到 3.45 亿年前的时间段，出于科学家的原因并不完全确定，发现的化石很少。 正是在这个历史的关键时刻，水栖鱼类发生了进化的飞跃，长出了肺和四条腿，成为陆地动物。 这是动物进化史上最关键的里程碑之一。 “我怎么强调标志性的东柯克兰四足动物的重要性都不为过，”杰克逊学院教授、本文的合著者朱莉娅·克拉克 （Julia Clarke） 说。 “更好地限制这些化石的年龄是了解脊椎动物出现在陆地上的时间的关键。 反过来，时间是评估这种转变发生的原因以及环境中的哪些因素可能与此事件有关的关键。 在苏格兰发现化石的地点是东柯克顿采石场，这是名副其实的早期四足动物记录宝库。 在那里发现了七种茎四足动物化石，包括 Westlothiana lizziae。 数亿年前，当这些早期的四足生物漫游，这个地方是一片热带森林，附近有活火山、一个有毒的湖泊以及多样化的动植物群落。 苏格兰国家博物馆为 Garza 提供了围绕化石的岩石碎片，用于采样。 其他研究的合著者是杰克逊学院地球与行星科学系的副教授 Elizabeth Catlos 和 Michael Brookfield，以及休斯顿大学地球与大气科学。