化石足迹揭示了在一场大灭绝中幸存的生态系统

当你们熟悉的世界正在走向终结时，你们会怎么做？显然，如果你是一只恐龙或合弓纲动物——今天的哺乳动物就属于这个类群——你会选择在溪流中漫步。在一个被灾难性火山活动摧毁的环境中，生命，你知道的，总会找到出路。

在南非工作的研究人员发现了数十个化石足迹，也称为足迹化石，它们讲述了一个令人惊讶的生存故事，记录了第一次大灭绝浪潮中的幸存者。

早侏罗世大灭绝

你可能听说过“五大灭绝”——化石记录中记载的五次全球性大灭绝（许多研究人员认为，由于人类的干预，我们正处于第六次大灭绝之中）。但我们星球的过去充满了规模较小的物种灭绝事件，其中许多在区域层面上与更广为人知的事件一样具有灾难性。

其中一次规模相对较小的灭绝事件发生在约1.83亿年前的早侏罗世。它正式名称为普林斯巴期-托阿尔期大灭绝，或普林斯巴期末期大灭绝，持续了数百万年。海洋变暖，含氧量下降，世界各地爆发了森林大火，有毒气体将空气变成了令人窒息的混合物。

导致这次灭绝事件的主要罪魁祸首，正如这类全球性物种灭绝事件通常那样，是大规模的火山活动。

尤其是在普林斯巴期末期，熔岩流覆盖了如今南非、南极洲和澳大利亚南部的大片区域，覆盖了南半球大陆冈瓦纳大陆超过3000英里的面积。这些剧烈的喷发可能与冈瓦纳大陆约1.8亿年前的分裂有关。

这些广泛的熔岩流是过去2亿年来最灾难性的地质事件之一，它们形成了卡鲁-费拉大型火成岩省，按体积计算，这是地球上最大的此类岩层之一。虽然对地球上死亡生物的比例估计各不相同，但普林斯巴期末期灭绝事件的影响遍及全球，尤其是在远至北美和日本的海洋生物中。

在一个垂死的世界中生存

如今研究人员最容易接触到的卡鲁-费拉岩石位于卡鲁盆地，主要在南非。

你可能熟悉卡鲁地区更著名、富含化石的部分，研究人员最近在那里结束了一个为期十年的项目，以重建该地区2亿多年前的三叠纪生态系统。该地区早侏罗世的火成岩，在地层中以大规模的熔岩流形式沉积，并没有带来太多发现。然而，在火成岩层之间，存在着火山活动间歇期沉积的砂岩层。

正是在这些地层中，研究人员发现了他们认为是由三种动物留下的足迹：一种肉食性、双足恐龙，一种植食性、四足恐龙，以及一种小型合弓纲动物——哺乳动物从中进化而来的爬行动物类群。（是的，你我以及我们认识的所有人，从技术上讲都是合弓纲动物，就像今天的鸟类从技术上讲是恐龙一样。）

该团队还发现了无脊椎动物在同一表面上移动的证据。

没有发现骨骼，但将足迹与其他足迹化石进行比较，有助于作者缩小了可能的动物范围。

最大的足迹是由一种兽脚亚目恐龙留下的，这是一种喜欢吃肉的双足恐龙。这种动物可能是体型轻巧的腔骨龙，体长约九英尺，或者是一种相似的物种。在留下足迹时，它似乎在小跑。

这种植食性恐龙——一种明显的鸟臀类恐龙——体型较小，大概有狗那么大，通常四足行走。它似乎一开始在小跑，然后加速奔跑。然而，它并不是被食肉动物追赶，食肉动物正朝着相反的方向走。

第三组保存不佳的足迹似乎属于一种小得多的合弓纲动物，但由于细节不足，进一步分析很困难。即使没有化石或关于物种的确凿证据，这些足迹也具有重要意义：足迹化石保存了动物实际生活方式及其栖息地的细节。

顺其自然

团队负责人兼第一作者、开普敦大学的Emese Bordy说：“有了足迹，事情就变得更加有趣了，因为一个脚印从来不仅仅是动物解剖学和运动或步态的反映。”

Bordy是她团队中第一个在探险中发现足迹的成员，她的兴奋之情溢于言表：“老实说，发现任何化石，无论它们有多古老，都是绝对令人惊叹和谦卑的。这令人激动，而且每次都是如此。”

通过比较脚印的大小、脚印之间的距离以及动物的脚如何与地面互动，科学家们可以了解动物可能在做什么以及它的栖息地是怎样的。

Bordy说：“足迹是一种奇特的组合，因为它们既是生物物体[展示]解剖学和运动学，又是沉积物变形结构。一个脚印不是脚的X射线图像，而是移动的脚在沉积物中的回声。”

该遗址还保存着波纹痕迹和一些砂岩中的干裂痕迹，这表明湿度水平波动很大。该团队的分析，结合了先前在附近其他遗址的一些研究，表明这些动物正在穿过一个临时溪流。这可能是一条季节性溪流，在雨季之后，在一个半干旱的环境中。

在发现足迹的砂岩层正下方的玄武岩层没有被侵蚀——保存下来的物质仍然保留着与灭绝事件期间熔岩流一致的“绳状”外观。这表明这些动物可能在熔岩冷却后不久就在地貌上活动。

Bordy指出，确切多久之后很难说，因为目前的测年方法不够精确。

对该遗址及同一时期的附近其他遗址的分析，发现了燃烧的树木和缓慢移动的熔岩的证据，但没有发现与某些类型火山喷发相关的大量火山灰。

Bordy说：“人们可能会认为那里一直都不太好，但显然在喷发之间是可以生存的。”

然而，最终，动物们行走过的沉积层被更多的熔岩覆盖，将它们的家变成了Bordy及其合著者所描述的“火焰之地”。它们最终的命运仍然未知。

这项研究发表在PLOS ONE上。阅读Bordy在The Conversation上关于她足迹化石工作的更多内容。