早期寒武紀化石揭示了小型帶殼動物如何進化以應對掠食者的攻擊。這些發現證實了一個流行的假設,即是什麼推動了地球歷史上生物多樣性最大幅度的擴張,但迄今為止還缺乏明確的證據。
大約 5.39 億年前,寒武紀生命大爆發見證了生命呈現出一系列驚人的形式,其中一些可以被認為是現代生命之樹分支的祖先。其他的看起來很像一次糟糕的酸之旅的產物,甚至被命名為。據信爆炸是由進入海洋的盡頭,但即使原料在那裡,也一定是某種進化衝動導致了所有這些實驗。
「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,特別是在此時生物礦化生物的多樣性和豐度迅速增加的情況下。然而,很少有經驗證據顯示獵物直接做出反應美國自然歷史博物館的拉塞爾·比克內爾博士在一篇文章中說道陳述。
現在,比克內爾和同事似乎發現了在貝殼上打孔的證據束狀拉普沃氏菌,一種與現代腕足類雙殼類有遠親關係的微小動物。
數千個束狀乳桿菌在南澳大利亞的化石床上發現了貝殼。其中 200 多個孔洞被認為是捕食者穿過它們的外殼而造成的。由於所有這些貝殼的大小都不到幾毫米,有些貝殼只比海灘沙粒大一點,所以裡面的食物不可能很大,但仍然有一些東西垂涎欲滴。
這些貝殼跨越的時間段未知,被認為是緩慢沉積的,但覆蓋範圍達 14 公尺(45 英尺),表明寒武紀演化存在一個很長的窗口。 Bicknell 和合著者報告稱,在這段時間裡,貝殼壁厚有所增加,而穿孔貝殼的數量則從 1% 增加到了 4%。他們的結論是,隨著掠奪壓力的增加,束狀乳桿菌在有時有效的保護自身的努力中獲得了更堅固的防禦。
這些更堅固的牆壁可以阻擋最早版本的打孔捕食者,研究小組懷疑它們是軟體動物或蠕蟲,從而產生更強大的拳頭,能夠穿透至少一些堅硬的牆壁。值得注意的是,孔的大小沒有改變,這表明它們的製造者變得更強大,但並沒有更大。
如今,裝甲車和無人機正在做同樣的事情,但速度要快得多。
這認為生命形式常常受到環境變化的驅動而演化。然而,當一個物種發生變化時,其他物種也必須保持其地位。它的名字來自透過鏡子,紅皇后說必須盡可能快地跑才能留在同一個地方。
進化軍備競賽是紅皇后競賽的一種特殊形式,其中具有一定抵禦掠食者能力的物種成員能夠生存,而其他物種則不能。這導致更強的防禦版本變得更加普遍,因此掠食者必須找到繞過它的方法,否則就會挨餓。反過來,獵物也會適應掠食者開發的新武器。
確認軍備競賽需要在很長一段時間內擁有至少來自競賽一方的許多化石,並且束狀乳桿菌這正是所需要的。
束狀乳桿菌遠非寒武紀早期唯一知道貝殼能提供一定程度安全的動物。作者認為,發展出增強的打孔能力的動物也會將其應用於其他物種,迫使更廣泛的增厚。也有可能一些帶殼生物發展出不同的方法來應對此類攻擊,可能會鼓勵動物形態的擴張。
比克內爾說:「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修飾發生的速度之快。
該研究發表於現代生物學。