这块3.8亿年前的化石包含着我们所见过的最古老的心脏

一块来自地球上最早的脊椎动物之一的古老化石被发现，其中隐藏着一个令人兴奋的惊喜。

上图：节颈鱼动物心脏的化石。

在一块3.8亿年前的甲胄鱼化石中，古生物学家发现了一颗矿化的心脏，这颗心脏在三维空间中保存得非常完好。这是一个不可思议的发现。软组织在化石记录中很罕见，往往在石化发生之前就会分解。三维软组织则更为罕见。

对化石的扫描使科学家可以在3D中研究它的解剖结构，而不需要将这个珍贵的物体拆开。由于其惊人的保存状态，在化石中可以清楚地识别出心房、心室和流出道等细节。

这种古老的鱼的心脏是一个S形器官，由两个腔室组成，较小的腔室位于较大的腔室的顶部。研究人员说，这比古生物学家认为的要先进得多，可以提供有关头部和颈部区域进化的关键信息，以及它们是如何改变以适应颌骨的。

澳大利亚科廷大学（Curtin University）的古生物学家凯特·特里纳斯蒂克（Kate Trinajstic）说：“作为一个研究化石超过20年的古生物学家，我真的很惊讶地在一个3.8亿年前的祖先身上发现了一个保存完好的3D心脏！进化通常被认为是一系列小步骤，但这些古老的化石表明，在无颚脊椎动物和有颚脊椎动物之间有一个更大的飞跃。这些鱼的心脏就在嘴里和鳃下，就像现在的鲨鱼一样。”

上图：这是一块化石，其中发现了一个几乎完美的三维节颈鱼动物心脏。

这块化石来自西澳大利亚最北角的Gogo地层。在4.192亿年前到3.589亿年前的泥盆纪时期，这片区域是一片巨大的珊瑚礁，生命欣欣向荣。现在，这是一个被分类为 Lagerstätte 的化石床 —— 非常特殊，有时甚至软组织都被保存了下来。

这块化石是由一种已灭绝的甲胄鱼纲动物留下的，这种甲胄鱼被称为节颈鱼。这些生物在泥盆纪繁荣了大约 5000 万年，然后在该时期结束时的一次重大全球灭绝事件中消失。

该标本由一块粗糙的石灰岩组成，上面点缀着一些奇怪的生物特征，在不冒破坏风险的情况下进行分析，曾经是一项挑战。幸运的是，我们不再需要打开化石来看看里面有什么。

瑞典乌普萨拉大学的古生物学家佩尔·阿尔伯格（Per Ahlberg）说：“这种鱼的特别之处在于它们的软组织被保存在三维空间中。大多数软组织保存的案例都是在扁平的化石中发现的，那种情况下的软组织解剖结构也只不过是岩石上的一个污点。现在，我们非常幸运，因为现代扫描技术允许我们研究这些脆弱的软组织而不破坏它们。在几十年前，这个项目是不可能的。”

在澳大利亚核科学与技术组织和法国欧洲同步辐射设施的科学家的帮助下，该团队使用中子束和同步X射线成像来绘制化石内部不同的矿物密度。这些密度不仅揭示了动物保存下来的骨骼，还揭示了其他不那么清晰的特征 —— 壮观的心脏，以及胃、肠和肝脏。

这些器官的存在，让研究小组得以研究这种鱼的解剖布局。

上图：扫描揭示了关于心脏的令人难以置信的细节，包括心室和心房。

古生物学家凯特·特里纳斯蒂克表示：“这是我们第一次看到原始有颌鱼的所有器官在一起，我们特别惊讶地发现，它们与我们并没有太大的不同。”

“然而，有一个关键的区别 —— 肝脏很大，可以让鱼保持浮力，就像今天的鲨鱼一样。今天的一些硬骨鱼，如肺鱼和桦鱼的肺是从鱼鳔进化而来的，但重要的是，我们没有在我们检查的任何灭绝的甲胄鱼中发现肺的证据，这表明它们在后来的硬骨鱼中独立进化。”

之前，从Gogo地层挖掘出的化石标本使古生物学家能够重建和了解Gogo节颈鱼动物的肌肉组织。此外，在地层中还发现了节颈鱼动物胚胎。

这个新标本表明，在澳大利亚内陆可能还有更多的宝藏等着被发现。

澳大利亚弗林德斯大学（Flinders University）的古生物学家约翰·朗（John Long）表示：“这些古代鱼类软器官的新发现确实是古生物学家梦寐以求的东西，因为毫无疑问，这些化石是这个时代世界上保存最完好的化石。”

“它们展示了Gogo地层化石在理解人类遥远进化过程中的重大步骤方面的价值。从性的起源到最古老的脊椎动物心脏，Gogo 给了我们世界第一，现在它是世界上最重要的化石遗址之一。是时候认真考虑把这个地方列为世界遗产了。”

这项研究发表在《科学》杂志上。

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