早寒武世(約 5.35 億年前)生物礦化生物多樣性和豐度的快速增加通常歸因於捕食和進化軍備競賽。寒武紀軍備競賽通常是在宏觀進化層面上討論的,特別是在升級的背景下。儘管有豐富的化石證明了早期寒武紀的捕食,但缺乏對捕食的適應性反應的經驗證據。為了探索寒武紀軍備競賽假說,來自新英格蘭大學、美國自然歷史博物館和麥考瑞大學的古生物學家評估了 tommotiid 物種的微小貝殼化石樣本束狀拉普沃氏菌來自南澳大利亞,其中 200 多個洞是捕食者穿孔造成的。
美國自然博物館古生物學家拉塞爾·比克內爾博士說:「捕食者與獵物之間的相互作用經常被認為是寒武紀爆發的主要驅動因素,特別是此時生物礦化生物的多樣性和豐度迅速增加。
“然而,缺乏經驗證據表明獵物直接對捕食做出反應,反之亦然。”
進化軍備競賽是捕食者和獵物不斷適應和進化以應對彼此的過程。
這種動態通常被描述為軍備競賽,因為一個物種能力的提高會導致另一個物種提高其反應能力。
比克內爾博士和同事研究了早期寒武紀貝殼化石的大量樣本物種,束狀拉普沃氏菌,來自南澳大利亞。
這些極小的標本中有200 多個,大小從比一粒沙子稍大到比蘋果籽稍小不等,上面的孔可能是由打孔捕食者(最有可能是一種軟體軟體動物)造成的或蠕蟲。
古生物學家分析了這些標本與地質年齡的關係,發現殼壁厚度的增加與短時間內穿孔貝殼數量的增加相符。
這顯示微進化軍備競賽已經存在,束狀拉普沃氏菌找到一種方法來強化它的外殼以抵禦捕食和捕食者,反過來,儘管它的盔甲越來越笨重,但它卻投資於刺穿獵物的能力。
比克內爾博士說:「這一極其重要的進化記錄首次表明,捕食在早期動物生態系統的增殖中發揮了關鍵作用,並顯示了寒武紀大爆發事件期間這種表型改變發生的速度之快。
這學習發表在雜誌上現代生物學。
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拉塞爾·DC·比克內爾等人。寒武紀捕食者和獵物的適應性反應凸顯了動物崛起過程中的軍備競賽。現代生物學,2025 年 1 月 3 日線上發布; doi:10.1016/j.cub.2024.12.007