得益于已知最古老的爬行动物 足迹的惊人发现，进化论中最具影响力的故事之一正在被改写。两位业余古生物学家 Craig A. Eury 和 John Eason 在澳大利亚富含化石的 Snowy Plains Formation 地区进行探索时，发现了一块带有有趣化石足迹的岩石。他们将这块有趣的标本带给了专业古生物学家，后者很快发现，这大约有 3.56 亿年历史的化石爪印可能属于羊膜动物——一种早期爬行动物的近亲。
虽然羊膜动物体型较小，但它们是朝着 陆栖四足动物迈出的 巨大的进化飞跃。根据 5 月 14 日发表在《自然》杂志上的一项研究，这些足迹的年代表明，羊膜动物的进化比预期的早数百万年。
“我惊呆了，”该研究的协调人、瑞典乌普萨拉大学的古生物学家 Per Ahlberg 在一份声明中说。“一块单个人可以搬动的、带有足迹的石板，就对我们之前所知的一切关于现代四足动物的进化时间提出了质疑。”
当鱼类长出腿来
四足动物包括所有主要生活在陆地上的四肢脊椎动物，从青蛙、乌龟到老鹰、老虎再到人类。它们的故事始于大约 3.9 亿至 3.6 亿年前鱼类离开水域的时候。它们的后代开始分化，成为现代两栖动物和羊膜动物——包括鸟类、爬行动物和哺乳动物的祖先。
最初，这个生命大分化是如何发生的时序相当清晰。第一批四足动物大约在 3.9 亿年前的泥盆纪进化而来。
羊膜动物和我们今天看到的现代动物群体的最早成员，在石炭纪晚期跟随鱼足动物出现。此前，最早的羊膜动物化石可以追溯到大约 3.2 亿年前的石炭纪晚期。根据新的证据，研究人员得出结论，两栖动物和羊膜动物祖先分化的进化树上的起点实际上发生在石炭纪早期，即 3.56 亿年前。
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足迹中的证据
这项新研究中发现的这块 3.56 亿年前的砂岩板可能将整个时间线提前了大约 3500 万到 4000 万年。石板上布满了保存完好的长脚趾、带有明显爪印的足迹，是已知最古老的带爪足迹。石板上识别出两组足迹，似乎来自同一只动物。
足迹对古生物学家来说很重要，因为它们可以 表明灭绝动物可能表现出的行为类型。研究小组将这些古老的足迹与一种 现代巨蜥（Varanus salvator）进行了比较，因为它们的脚的形状与足迹上看到的相似。他们检查了前后足迹之间的距离，并将其与活体巨蜥的脚进行了对比。根据这些测量结果，研究小组估计，古代羊膜动物的体长可能在 2.5 英尺左右，但该动物的确切比例仍未知。
“所有早期羊膜动物都有爪子，但其他类群的四足动物几乎没有，”Ahlberg 说。“爪印和脚的形状相结合，表明这个足迹的制造者是一种原始爬行动物。”
如果这一新解释是正确的，它将爬行动物的起源，因此也是整个羊膜动物的起源，向前推了大约 4000 万年，到了石炭纪早期。研究中还详细介绍了在地球另一端的波兰发现的一组新的化石爬行动物足迹，这些足迹进一步证实了这一证据。这些欧洲的足迹不如澳大利亚的足迹古老，但仍然比之前的样本更古老。
“这一发现对四足动物的早期进化意义深远，”该研究的合著者、澳大利亚弗林德斯大学的古生物学家 John Long 说。“所有干四足动物和干羊膜动物谱系都必须在泥盆纪起源——但四足动物的进化速度要快得多，而且泥盆纪的四足动物记录比我们以前认为的要不完整得多。”
进化树上的位置
据研究小组称，对爬行动物起源的重新校准对整个四足动物进化时间线产生了连锁反应。四足动物必须比最早的羊膜动物更古老，因为它在进化树上的分叉点更深。
“这完全取决于树上不同分支的相对长度，”Ahlberg 说。“在基于活体动物 DNA 数据的家谱中，分支的长度不同，反映了每个分支片段的基因变化数量。这不依赖于化石，所以对于研究化石记录稀少的进化阶段非常有帮助。”
该团队认为，两栖动物和羊膜动物在泥盆纪时期进一步分化，并且可能与一种叫做 “鱼足动物”的原始过渡物种 Tiktaalik 同时存在。这些证据表明，当人们认为只有过渡性的“鱼足动物”拖着自己爬行在泥泞的岸边并开始探索陆地时，已经存在着一个多样化的四足动物群体。
如果这一新理论成立，那么四足动物从水生生物完全转变为陆生生物的进化可能比之前认为的发生得更快。
“这块澳大利亚的足迹石板大约有 50 厘米（1.5 英尺）宽，”Ahlberg 说，“目前它代表了来自冈瓦纳大陆——一个包括非洲、南美洲、南极洲、澳大利亚和印度在内的巨大超大陆——最早石炭纪四足动物的全部化石记录。谁知道那里还生活着什么？”
“最有趣的发现还在后面，而且在该领域还有很多东西有待发现，”研究合著者、古生物学家 Grzegorz Niedźwiedzki 补充道。“这些来自澳大利亚的足迹只是一个例子。”
