古代气候变化如何驱动爬行动物的兴起

几十年来,在一个博物馆里被遗忘了很久以后,当一群爬行动物开始接管两栖动物作为主要的陆地动物时,一系列化石足迹揭示了这个世界的新景象。 使用尖端技术,我们已经能够识别可能造成脚印的生物 超过300m年前。 这给了我们快照,当爬行动物开始多样化时,发生了什么事情,并且开始了将使它们成为陆地脊椎动物生活的主要形式的过程。

伯明翰 曾经被覆盖在茂密的热带雨林中。 这座位于英格兰中部地区的城市今天被称为一个种族多元化的工业和创新熔炉,以运河,重金属,巴尔蒂克咖喱和具有独特口音的友好人士而闻名。 但是几年前的310m--早在恐龙或第一批哺乳动物之前 - 这个地区就被原始植物如马尾和藓类植物所支配, 高耸的30米高大的树木.

早期的两栖动物,昆虫,蜘蛛和其他无脊椎动物在茂密的植被之间生活着极大的多样性。 随着植物死亡,他们的遗体形成了厚厚的泥炭层,随着时间的推移,它们被压缩形成 今天是英国许多地方的煤炭丰富的矿藏。 这些煤矿后来将推动工业革命,使伯明翰成为世界制造业的领导者。

但是在石炭纪末期(几年前299m),世界开始发生变化。 全球气候日益干燥,欧洲的热带雨林开始萎缩。 据信,这种热带雨林的倒塌造成了植物之间的大规模灭绝,而许多两栖类动物消失, 取而代之的是早期的爬行动物.

来自伯明翰的一系列化石足迹为这个不断变化的世界提供了独特的窗口。 一位教师沃尔特·亨利·哈德克(Walter Henry Hardaker)在20世纪初发现了西北Hamstead地区的一个采石场。 自从哈德克的作品以来,他们的作品在很大程度上被忽略了 拉普拉斯地质博物馆 在伯明翰大学 - 直到我们的研究小组决定重新研究他们作为研究项目的一部分 古生物学协会.


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足迹被保存在20红色砂岩平板上,为石炭纪时期伯明翰的生活提供了一个非凡的窗口。 它们形成为动物在河道旁边的泥泞地区行走,在随后的洪水中被沙子覆盖保存。 轨道显示了在那里生活的动物如何在漫滩上移动和滑行。 保留了精致的环境细节,包括在较干燥的时间间隔形成的雨滴和泥土裂缝。

我们的团队由伯明翰古生物学和古环境本科生领导 卢克·米德,采用尖端摄影测量技术来研究足迹。 每个轨道从许多不同的角度拍摄,然后使用特殊的软件将这些照片变成高分辨率的3D模型。 这些模型可以免费下载,并可用于教育目的。

对模型进行颜色编码使得我们能够生成每个样本的地形图,以三维方式进行说明。 通过将这些模型与来自世界其他地区的石炭纪轨迹进行比较,我们能够确定可能形成轨道的动物类型。

两栖动物下降

最常见的是两栖类,从几厘米到一米或更长。 除了这些两栖动物以外,还有另外两个脊椎动物群体。 罕见的曲目显示,大 盘龙目 出现,可能表面上类似于现代科莫多龙。 Pelycosaurs是伟大的进化谱系的一部分,最终将导致哺乳动物,包括人类。

较小的轨迹记录了脊椎动物进化树的另一个伟大分支的早期代表,蜥脚类爬行动物是小的,蜥蜴类的。 这些将最终多元化 从恐龙到蜥蜴,海龟和鸟类的一切.

这个地质时间的快照捕捉了一个重要的进化时刻。 虽然两栖动物仍然很丰富,但是它们依赖潮湿的环境和水体来产卵, 与气候变得日益干旱的迅速多样化的爬行动物相比,处于劣势。 位于着名的湿地岛的中心,繁华的伯明翰市如今似乎与这个过去的世界相去甚远。 但是它所坐的那块岩石当然也比X年前多了许多关于日常生活的秘密。

谈话

关于作者

理查德·巴特勒,高级研究员, 伯明翰大学安德鲁·琼斯, 博士生, 伯明翰大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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