摘要：弗吉尼亚理工大学研究团队经过四年的全球化石收集和分析，终于解开了困扰古生物学界数十年的进化谜题。这个名为Salterella的5.4亿年前古生物，以其独特的双层骨骼构造技术挑战了传统的进化理论框架，最新研究将其重新归类为刺胞动物门，与现代珊瑚、水母和海葵为近亲

信息来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251112011821.htm

弗吉尼亚理工大学研究团队经过四年的全球化石收集和分析，终于解开了困扰古生物学界数十年的进化谜题。这个名为Salterella的5.4亿年前古生物，以其独特的双层骨骼构造技术挑战了传统的进化理论框架，最新研究将其重新归类为刺胞动物门，与现代珊瑚、水母和海葵为近亲。这一发现不仅填补了动物骨骼进化史上的重要空白，更揭示了寒武纪生命大爆发期间生物创新的复杂性和多样性超出了科学家此前的想象。

研究成果发表在《古生物学杂志》上，由地球科学研究生普雷斯科特·瓦伊达领导，与弗吉尼亚理工大学特聘教授肖书海以及来自约翰斯·霍普金斯大学、达特茅斯学院、密苏里大学和丹佛自然科学博物馆的研究人员合作完成。这项研究的重要性不仅在于解决了一个长期存在的分类学难题，更在于为理解地球生命史上最关键的进化创新时期提供了新的视角。

Salterella的重新分类意义深远，因为它代表了寒武纪早期动物如何独立发展出复杂骨骼系统的重要案例。这种小型圆锥形生物在早期寒武纪岩石中大量存在，古生物学家经常将其作为确定岩层年龄的指示化石。然而，其独特的骨骼构造方式使得科学家长期以来无法准确确定其在生命之树上的位置。

寒武纪骨骼革命的背景

寒武纪早期，大约5.38至5.06亿年前，地球经历了生命史上最重要的创新浪潮之一。在这个被科学家称为"真正骷髅时代"的时期，地球上的主要动物群体几乎同时独立发展出了制造矿化骨骼或贝壳的能力。这一现象被称为寒武纪大爆发，标志着复杂多细胞生命形式的快速多样化。

传统上，动物制造骨骼的方式主要有两种基本策略。第一种是生物矿化，即在有机框架上构建矿物组织，类似于人类形成骨骼和牙齿的方式。这种方法通过细胞控制的生化过程，精确地沉积特定的矿物质，形成高度有序且机械性能优异的生物材料。第二种是聚集矿化，即从周围环境中收集现成的矿物颗粒，并通过有机胶合剂将它们粘合在一起形成硬化的保护外壳。

这两种策略在寒武纪确立后，经历了五亿多年的演化历程，证明了其巨大的成功性。现代动物王国中的绝大多数硬体结构，从软体动物的贝壳到脊椎动物的骨骼，都可以追溯到这些基本的建造原理。然而，Salterella的发现表明，早期动物的创新能力远比我们想象的更加丰富和复杂。

Salterella的独特之处在于它没有遵循任何一种传统的骨骼建造策略，而是创造性地结合了两种方法。这种生物首先构建了一个圆锥形的外部结构，然后用精心挑选的矿物颗粒填充内腔，在原有外壳内部形成了第二层结构。这种双重构造在古代动物中几乎是独一无二的，代表了一种全新的生物工程解决方案。

漫长的分类学困惑

来自加拿大的 Salterella 化石。该样品是从 Na-Cho Nyäk Dun 原住民与育空地区政府遗产合作借来的。它是在他们的许可下从他们的传统领土上采购的。图片来源：弗吉尼亚理工大学的 Spencer Coppage

Salterella的奇特特征使得科学家在过去的几十年中一直难以为其找到合适的分类位置。这种化石最初被归类为头足类动物，与现代的鱿鱼和章鱼归为一类。随后，研究人员又尝试将其与腹足类动物（如海蛞蝓）、古老的水母祖先，甚至各种蠕虫类群联系起来。

每一次重新分类的尝试都反映了科学界对这种古生物理解的演进过程。然而，由于Salterella的形态特征无法与任何现存动物群体完全匹配，科学家们最终在1970年代放弃了将其纳入现有分类体系的努力。研究人员为Salterella及其相关化石Volborthella创立了一个独立的分类单元，这两种生物在接下来的数十年中一直处于分类学的"孤岛"状态。

这种分类上的孤立不仅反映了Salterella独特的生物学特征，也暴露了我们对早期动物进化理解的局限性。瓦伊达解释说："这使得Salterella很难放在生命之树上。"这种困境促使研究人员采用更加综合和深入的分析方法来重新审视这些古老的生物。

现代技术揭示古代秘密

瓦伊达的研究采用了多学科交叉的方法，结合了传统的古生物学研究手段与现代分析技术。在四年的研究期间，他从世界各地收集了Salterella样本，包括美国死亡谷、加拿大育空地区和弗吉尼亚州威斯县等偏远地点。这种全球性的采样策略确保了研究结果的代表性和可靠性。

研究团队对化石的形状、矿物组成和晶体结构进行了全面分析。他们发现，尽管Salterella体型很小，但它在材料选择方面表现出了令人惊讶的选择性。这种古生物完全避免使用粘土矿物，对石英表现出一定的耐受性，但明显偏好富含钛的颗粒。

钛的选择特别值得注意，因为这种金属以其优异的强度重量比和耐腐蚀性而闻名。瓦伊达幽默地评论道："谁不喜欢钛骨架？"但这种材料选择的背后可能蕴含着深刻的生物学意义。钛的加入可能不仅提供了机械强度，还可能在生物的生理功能中发挥了重要作用。

通过对矿物组成的详细分析，研究人员重建了Salterella的生活方式和行为模式。化石证据表明，这种动物可能拥有专门用于拾取和排列矿物颗粒的小型附肢。这种高度专化的结构暗示了一种复杂的行为模式，即动物能够主动选择和操作环境中的矿物材料来构建自己的骨骼。

研究还揭示了Salterella内部结构的多功能性。所使用的矿物质范围表明，内部的第二层结构不仅仅起到保护作用。研究人员推测，添加的矿物质可能有助于稳定整个外壳结构，或者在进食过程中发挥重要作用。这种多功能设计体现了早期动物对环境适应的精妙策略。

刺胞动物门的新成员

经过综合分析化石的形态特征、栖息环境和贝壳结构，研究团队得出了一个重要结论：Salterella和Volborthella很可能属于刺胞动物门，与现代的珊瑚、水母和海葵为近亲。这一重新分类不仅解决了长期存在的系统学难题，更为理解刺胞动物门的早期进化历史提供了珍贵的化石证据。

刺胞动物门是动物界最古老的门类之一，包含了一些地球上最原始但又极其成功的多细胞生物。这些动物具有简单的辐射对称体制和独特的刺胞结构，能够捕获猎物和进行防御。Salterella的归入为这一古老门类的进化史增添了新的篇章，特别是在硬体结构的起源方面。

这一发现的意义超越了单纯的分类学范畴。它揭示了刺胞动物门在寒武纪早期就已经开始进行复杂的生物工程实验，发展出了独特的骨骼构造技术。这种创新能力表明，早期动物的适应策略远比我们此前认识的更加多样化和精巧。

Salterella的重新分类也为理解现代刺胞动物的某些特征提供了进化背景。虽然现代的珊瑚和水母没有类似的双层骨骼结构，但Salterella的发现暗示这一门类在历史上曾经拥有更加丰富的形态多样性和生态策略。

展望未来，这项研究为古生物学家提供了新的研究方向。瓦伊达表示，这项工作的动机在于"真正了解我们来自哪里以及地球上生命的历史，这是一件令人惊奇和美丽的事情"。随着更多类似化石的发现和分析，我们对早期动物进化的理解将继续深化，生命之树的早期分支将变得越来越清晰。

来源：人工智能学家