早期寒武纪化石揭示了小型带壳动物如何进化以应对捕食者的攻击。这些发现证实了一个流行的假设,即是什么推动了地球历史上生物多样性最大幅度的扩张,但迄今为止还缺乏明确的证据。
大约 5.39 亿年前,寒武纪生命大爆发见证了生命呈现出一系列惊人的形式,其中一些可以被认为是现代生命之树分支的祖先。其他的看起来很像一次糟糕的酸之旅的产物,甚至被命名为。据认为爆炸是由进入海洋的尽头,但即使原材料在那里,也一定是某种进化冲动导致了所有这些实验。
“捕食者与猎物之间的相互作用经常被认为是寒武纪爆发的主要驱动因素,特别是在此时生物矿化生物的多样性和丰度迅速增加的情况下。然而,很少有经验证据表明猎物直接做出反应美国自然历史博物馆的拉塞尔·比克内尔博士在一篇文章中说道陈述。
现在,比克内尔和同事似乎发现了在贝壳上打孔的证据束状拉普沃氏菌,一种与现代腕足类双壳类有远亲关系的微小动物。
数千个束状乳杆菌在南澳大利亚的化石床上发现了贝壳。其中 200 多个孔洞被认为是捕食者穿过它们的外壳而造成的。由于所有这些贝壳的大小都不到几毫米,有些贝壳只比海滩沙粒大一点,所以里面的食物不可能很大,但仍然有一些东西垂涎欲滴。
这些贝壳跨越的时间段未知,被认为是缓慢沉积的,但覆盖范围达 14 米(45 英尺),表明寒武纪演化存在一个很长的窗口。 Bicknell 和合著者报告称,在这段时间里,贝壳壁厚有所增加,而穿孔贝壳的数量则从 1% 增加到了 4%。他们的结论是,随着掠夺压力的增加,束状乳杆菌在有时有效的保护自身的努力中获得了更坚固的防御。
这些更坚固的墙壁可以阻挡最早版本的打孔捕食者,研究小组怀疑它们是软体动物或蠕虫,从而产生更强大的拳头,能够穿透至少一些坚硬的墙壁。值得注意的是,孔的大小没有改变,这表明它们的制造者变得更强大,但并没有更大。
如今,装甲车和无人机正在做同样的事情,但速度要快得多。
这认为生命形式常常受到环境变化的驱动而进化。然而,当一个物种发生变化时,其他物种也必须保持其地位。它的名字来源于透过镜子,红皇后说必须尽可能快地跑才能留在同一个地方。
进化军备竞赛是红皇后竞赛的一种特殊形式,其中具有一定抵御掠食者能力的物种成员能够生存,而其他物种则不能。这导致更强的防御版本变得更加普遍,因此掠食者必须找到绕过它的方法,否则就会挨饿。反过来,猎物也会适应捕食者开发的新武器。
确认军备竞赛需要在很长一段时间内拥有至少来自竞赛一方的许多化石,并且束状乳杆菌这正是所需要的。
束状乳杆菌远非寒武纪早期唯一知道贝壳能提供一定程度安全的动物。作者认为,发展出增强的打孔能力的动物也会将其应用于其他物种,从而迫使更广泛的增厚。也有可能一些带壳生物开发出不同的方法来应对此类攻击,从而可能鼓励动物形态的扩张。
比克内尔说:“这一极其重要的进化记录首次表明,捕食在早期动物生态系统的增殖中发挥了关键作用,并显示了寒武纪大爆发事件期间这种表型修饰发生的速度之快。”
该研究发表于现代生物学。