北京門頭溝發現泛大陸東緣最早的四足動物足跡

近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所劉俊課題組在《國家科學評論》報導了位於北京郊區的早二疊世四足動物足跡動物群——門頭溝足跡動物群的研究成果，新發現和相關研究為華北板塊與泛大陸連通的時間提供了新線索。

填補3億年前中國北方四足動物化石空缺

泛大陸是晚古生代-中生代時期地球上存在過的一個超級大陸，現在所有的大陸在當時都拚合成了一體。泛大陸形成於晚古生代，位於其東區邊緣的華北板塊在早古生代時期是一個「孤島」，隨後與塔里木板塊發生拚合，並與泛大陸的主體相連通，但連通的具體時間一直存在爭議。

自板塊構造學說創立以來，陸生化石記錄就一直在為陸塊的拚合連通提供最直接的證據。新發現的門頭溝足跡動物群形成於距今約三億年前的二疊紀早期，包含形態各異、大小不一的數十個足跡，研究識別出至少包括古兩棲類（離片椎類）和羊膜動物（副爬行類或真爬行類）兩大類的足跡記錄，是目前已知華北板塊最早的四足動物化石記錄。

在這一時期，陸生四足動物已遍佈泛大陸，在今天的歐洲、北美、北非都有豐富的化石記錄，而在中國北方（華北板塊）仍無確鑿化石記錄。因此，新發現的門頭溝動物群，填補了早二疊世中國北方四足動物的空缺。

證明華北板塊和泛大陸連通時間

該動物群的動物組成與同時期泛大陸主體上的動物群高度一致，說明門頭溝動物群很可能是從泛大陸上經過動物群的遷徙擴散而來，這進一步表明二疊紀最早期存在著一條連通華北板塊和泛大陸主體的遷徙通道。

雖然冰期陸橋、竹筏漂流等可能成為單一動物、尤其是小型動物的遷徙途徑，但是大小不一、屬種各異的動物群體性的擴散，兩個大陸的連通是生物地理學上最簡約、最有可能的解釋。

因此，門頭溝動物群證明了華北板塊和泛大陸在二疊紀最早期已經連通，這對人們研究晚古生代的構造歷史、古生物、古氣候提供了新的古地理模型。

門頭溝動物群系羊膜類動物在東亞的最早記錄

此外，門頭溝動物群在生物進化學方面也具有重要意義，它們是羊膜類動物在東亞的最早記錄。羊膜動物包括現生的爬行類、鳥類、哺乳類，是真正的陸生生物，繁殖不需要水環境。羊膜動物的出現與早期演化被認為和泛大陸的形成息息相關，自其出現以來，一直是陸地生態系統最重要的組成部分之一。

最早的羊膜動物誕生於三億兩千萬年前的泛大陸西緣，體型類似蜥蜴，並在隨後的兩千萬年里迅速輻射演化，在二疊紀的最早期，已經分化成爬行類和下孔類形態各異的諸多肉食和植食種類，遍佈泛大陸。中國北方缺少早期的羊膜動物記錄，直到約三千萬年以後的中二疊世，才在甘肅的玉門保存了多樣性較高的大山口動物群，但該動物群已經比較進步，中間有較大的演化歷史缺失。

門頭溝動物群的羊膜動物足跡形態較為原始，推測是早期的副爬行類或真爬行類留下，與大山口動物群的羊膜動物大相逕庭。這中間三千萬年應該記錄了一次隱藏的動物群更替，即發生於約二億七千萬年前的奧臣絕滅事件。

新京報記者 張璐

編輯 張牽 校對 張彥君