(来源:新华日报)
□ 本报记者 张 宣
在人类社会中,保持适当的社交距离,是优化公共空间、减少摩擦的准则。但你可能不知道,在数亿年前的古老海洋中,一群看似无法移动的生物,竟然也懂得利用自身的“装备”来主动维持个体间的距离。
中国科学院院士戎嘉余与中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄冰,针对在贵州桐梓、仁怀地区发现的约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群,展开了深入研究,首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛,来维持彼此间的“社交距离”,形成井然有序的生存格局。该研究也为“远古生物如何通过自身结构调控个体间距”这一古生态学问题提供了直接证据,成果于7月21日发表在《美国国家科学院院刊》。
腕足动物是古生代海洋中的优势类群,本次研究聚焦的是一种名为Nucleospiracalypta的无窗贝类腕足动物。“这些化石不仅完整保留了它们生前的状态,甚至连身体边缘那些纤细的刚毛都清晰可见,这类细微结构在寒武纪之后的化石中可是极其罕见的。”黄冰说,通过扫描电镜、显微CT等先进技术,研究人员看清了这些直径仅20微米的刚毛模样,还弄明白了它们能保存至今的秘密:先在缺氧环境下变成黄铁矿,后来又被钙质外壳包裹,就像穿上了“保护衣”,才得以躲过漫长地质岁月的侵蚀。
更有意思的是整个群体的布局。科学家用空间分析方法发现,这些腕足动物的分布不是乱糟糟的,而是像棋盘一样整齐有序。黄冰告诉记者,这背后的“调控员”,正是那些不起眼的刚毛。研究发现,个体之间的平均距离,大概是刚毛长度的1.5—2倍。
“这种腕足动物外壳光滑,没有‘固定器’,能在水流等外力作用下慢慢滑动。当离邻居太近时,伸展的刚毛就会碰到对方,这种持续的‘提醒’,让它们慢慢调整位置,最终形成互不干扰的稳定格局。”黄冰说,这对滤食性生物来说能避免摄食水流“打架”,最大化利用生存空间。
黄冰表示,这一发现不仅加深了我们对古生代海洋生态系统复杂性的理解,也凸显了那些看似微不足道的特征在生命演化长河中可能产生的重要生态影响。此项研究得到了国家自然科学基金委面上项目的支持。