研究化石甲殼類化石，發(fā)現(xiàn)古老的遷移路線，這究竟是怎么回事？

近日，日本熊本大學的一項研究通過分析細如種子的微觀甲殼類化石發(fā)現(xiàn)，在距今約500萬年前，海底物種曾沿著一條活躍的冷水路徑穿越北太平洋。這一發(fā)現(xiàn)重新定義了在地球氣候較暖的階段，海洋環(huán)流如何連接亞洲與北美大陸。

這些關(guān)鍵證據(jù)源自日本北部海洋沉積物中保存的微觀貝殼。通過記錄這些微小生物并追蹤其親緣關(guān)系，熊本大學的研究人員證明，同一譜系的生物曾同時占據(jù)太平洋東西兩岸。研究指出，這代表了一次跨越遠距離的物種擴張，而非兩地種群各自孤立進化。這種大規(guī)模移動發(fā)生在早上新世，即便當時全球氣溫普遍高于現(xiàn)狀，北方的洋流依然為這些冷水物種提供了遷徙的走廊。

古生物學家此次研究的對象是介形綱，這是一種擁有兩半殼體的微小甲殼類動物。由于其殼體極易在海底泥土中形成化石，它們成為了記錄海洋歷史的絕佳載體。每種介形蟲對水溫和深度的適應性各不相同，因此貝殼的物種組合能夠精準反映當時上方水體的性質(zhì)。

值得注意的是，成年的介形類動物并不具備隨波逐流的幼蟲階段，這通常意味著它們的種群高度依賴本土海岸。正因其旅行能力有限，出現(xiàn)在遙遠異地的近親才顯得尤為突出。

在北海道名為“滝川組”的地層中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個只能生存于極寒底層水域的生物群落。該群落包含10個屬的12個物種，其中幾種至今仍生活在接近冰點的北方海域。

該群落的多樣性較低，符合深度不到50米（160英尺）、外部海水極少混入的內(nèi)灣環(huán)境特征。盡管這些物種僅代表了當?shù)氐纳鷳B(tài)片段，但它們?yōu)樽粉櫘敃r進入北海道的洋流路徑奠定了基礎(chǔ)。

在這項研究中，分類學家不僅發(fā)現(xiàn)了一個新物種，還主張為整個太平洋譜系建立獨立的屬。通過對比殼體輪廓和內(nèi)部鉸鏈等解剖學特征，研究人員確認同樣的形態(tài)特征在日本和美國阿拉斯加的化石中反復出現(xiàn)。

基于這些特征，研究團隊將“木氏屬”與相似類群區(qū)分開來，并描述了新物種：空知木氏介，明確的命名使科學家能夠精確追蹤該譜系的興衰時間線，避免與其他物種混淆。

日本發(fā)現(xiàn)的木氏屬化石與北美附近的親緣物種之間的聯(lián)系，證明了當時的北太平洋擁有一條開放的生物通道。由于這些動物生活在海底或近海底，洋流走向和海岸線的分布決定了新種群的聚集地。

研究團隊提出，早在現(xiàn)代海洋格局完全形成之前，一條北方通道就已將亞洲大陸架與美洲一側(cè)連接起來。雖然這一假說依賴于零星地點的化石發(fā)現(xiàn)，仍可能存在未知的記錄缺失，但其揭示的連接性極具啟發(fā)性。

日本更古老的巖石記錄顯示，木氏屬最初出現(xiàn)在溫帶海域，但隨后在北海道發(fā)現(xiàn)的物種卻與冷水專家共同出現(xiàn)。這種組合表明，該血脈在環(huán)境氣溫下降時成功實現(xiàn)了進化適應，而非僅僅是漂向新領(lǐng)地。這些化石同時也填補了該群體在時間軸上的空白，連接了更古老的發(fā)現(xiàn)與后來出現(xiàn)在東部海域的記錄。

海洋環(huán)流負責輸送熱量與鹽分，其變化直接決定了沿海走廊的開啟或關(guān)閉。在這種情況下，化石的混合狀態(tài)表明當時有冷水涌入該內(nèi)灣，同時保持了與其他區(qū)域的連接。

日本熊本大學研究員田中隼人表示：“我們的發(fā)現(xiàn)表明，北太平洋的洋流模式比此前認為的更具動態(tài)性。”如果洋流的流動比預想的更復雜，海洋群落的混合、分裂或消失速度可能比現(xiàn)代地圖所顯示的更快。

科學家之所以關(guān)注上新世，是因為當時海洋中的二氧化碳濃度（約350至450 ppm）與現(xiàn)今水平接近。作為幾百萬年前地球保持較長時間溫暖的階段，這一時期是觀察氣候變暖對海平面和冰層壓力的重要參照。

來自滝川組的化石顯示，即便在全球平均氣溫升高的背景下，局部區(qū)域的洋流仍可能呈現(xiàn)出逆勢的寒冷特征。

微化石重建海洋歷史

日本的沉積記錄持續(xù)帶來意想不到的驚喜。這些含化石的沿海沉積物證明，大量的海洋歷史仍被鎖在細粒巖石中。研究團隊計劃在太平洋周邊更多地點進行采樣，通過對比物種分布來驗證關(guān)于海水流動與混合的模型。

雖然化石無法捕捉每一場風暴或季節(jié)更替，但它們?yōu)榛谖锢韺W推演的觀念提供了嚴密的實證。一個被明確命名的譜系和這群冷水化石，將散落的貝殼轉(zhuǎn)化為了北太平洋早期存在緊密聯(lián)系的鐵證。隨著對大洋兩側(cè)邊緣地帶采樣的深入，這些古老路線何時開啟、何時變窄以及最終關(guān)閉的過程將變得愈發(fā)清晰。

這項研究已發(fā)表在《古生物學雜志》上。

這些微小的貝殼，曾在五百萬年前的海底靜靜生活，如今卻成了跨越時空的信使。它們告訴我們，在那個二氧化碳濃度與今日相仿的時代，海洋并非一片死水，而是一張動態(tài)交織的網(wǎng)。

即便在溫室效應顯著的上新世，北太平洋的深處依然保留著寒冷的紋理，指引著物種在亞洲與美洲之間尋找生機。

或許，地球歷史最迷人之處就在于這種局部與整體的錯位——當全球變暖的浪潮不可阻擋時，總有一些角落，因為洋流的執(zhí)著，依然守護著舊日的凜冽。