皮膚化石
對現存的所有具有四肢的脊椎動物來說，皮膚是最大的一類器官，是體內與外部環境之間的保護屏障。那麼，一些最早的動物皮膚，可能是什麼樣子呢？
要回答這個問題並不容易。在過去的研究中，科學家鮮少發現皮膚和其他軟組織的化石。現在，在一項發表於《當代生物學》的新研究中，研究人員報道了迄今為止發現的最古老的皮膚化石。
深色的化石碎片，是已知最古老的羊膜動物皮膚化石。（圖/Mooney et al./Current Biology）
一塊真正的3D皮膚碎片
這是一塊只有幾毫米寬的深色化石碎片，它挖掘自美國俄克拉荷馬州Richards Spur石灰岩洞穴。據研究人員介紹，這塊皮膚化石之所以能夠保存完好，得益於Richards Spur洞穴系統的一些獨特的特徵。
Richards Spur是一個活躍的採石場，這裡保存了許多最古老的早期陸生動物。這些洞穴系統中有非常細膩的黏土沉積物，當動物屍體埋藏於其中時，分解和腐爛的速度能有所減緩。此外，在這裡，動物屍體是暴露在富含鐵的地下水中的，而鐵有助於保存組織。另外，這片區域還是一個古老的石油滲流點，石油和焦油會滲透到殘骸中，進而能夠使這些殘骸免受腐爛的影響，同時還會使它們的顏色變黑。
這塊皮膚與一些古老的和現存的爬行動物具有共同特徵，比如這種不重疊的鱗片模式，與已滅絕的埃德蒙頓龍（Edmontosaurus）相似；鱗片之間的鉸鏈區和表皮到真皮的排列也與無肢鱗片動物（比如蛇）相似。而且其特別之處還在於，它是一塊真正的三維皮膚化石碎片：研究人員能夠將它切開，並檢查其橫截面，觀察它的不同皮層。
在對其進行顯微鏡檢查後，科學家們震驚了！因為這塊皮膚化石屬於比恐龍時代還要早上數百萬年的物種。據分析，這塊皮膚化石大約有2.89億年的歷史，比目前的最古老紀錄保持者還要早2100萬年，是迄今為止發現的世界上最古老的皮膚化石。
研究人員認為，這塊皮膚化石屬於古生代的一種早期爬行動物。然而，由於看不出任何與這塊皮膚化石有關的骨骼或其他殘骸，因此無法確定這塊皮膚具體屬於哪種動物，以及屬於身體的哪個部位。他們推測，它可能屬於一種小型的，類似蜥蜴的名為大鼻龍（Captorhinus aguti）的物種。
Captorinhus是一種早期羊膜動物，在二疊紀時期（約2.99億年前到2.52億年前）行走在大陸上。（圖/MICHAEL DEBRAGA）
早期羊膜動物
大鼻龍屬於羊膜動物。羊膜動物是在石炭紀時期從兩棲動物祖先進化而來的陸地脊椎動物，包括爬行動物、鳥類和哺乳動物。它們的皮膚通常由三層組成：最外層的表皮，它通常是角質化的，可以防止水分流失；接著是真皮層，它包含結締組織以及偶有骨化；最裡面是皮下組織。這些表皮結構是早期羊膜動物從水生環境過渡到陸地環境的重要創新。
研究人員認為，這塊皮膚可能代表了早期羊膜動物中陸生脊椎動物祖先的皮膚結構。這是首個來自古生代的皮膚化石記錄，也是已知最早的表皮結構。在這項研究中，研究人員還描述了一些同樣來自於Richards Spur的化石樣本。所有這些化石都顯示出與現代鱷魚相似的外部形態。這些化石為進一步了解古生物提供了寶貴的參考資料。
#創作團隊：
撰文：糖獸
排版：雯雯
#參考來源：
https://www.eurekalert.org/news-releases/1030326
https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.12.008
The oldest known fossilized skin shows how life adapted to land
https://www.nature.com/articles/d41586-024-00032-9
#圖片來源：
封面圖&首圖：E.D. MOONEY ET AL/CURRENT BIOLOGY 2024