在靠近一群吃草绵羊的岩石露头中，研究人员发现了一个微型海洋生物世界，这些生物的内脏、眼睛甚至大脑在约 4.62 亿年后仍然清晰可见。
古生物学家露西·缪尔和约瑟夫·博廷在距离他们位于威尔士中部城堡岸采石场的家步行可达的范围内发现了这个小型的化石宝库。在这些水生生物存活的时期，该地区是一个岩石海 shelf，边缘环绕着一座火山岛。
在 5 月 1 日发表于《自然-生态与进化》杂志上的一项新研究中，这对搭档及其在英国、瑞典和中国的同事描述了该遗址的古代居民，其中大多数只有几毫米长，包括喷嘴状口的蠕虫、鲎、海星和早期藤壶。化石宝库中还有来自前寒武纪大爆发的微小而神秘的残留物，寒武纪大爆发是一个始于约 5.4 亿年前的时期，当时爆发了各种各样的生命形式。
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这对古生物学家夫妇最初在 2013 年发现了这处矿藏，当时他们在羊群牧场环绕的一个小型采石场中发现了海绵化石。多年来，缪尔和博廷（他们是威尔士国家博物馆 Amgueddfa Cymru 的荣誉研究员）重返该遗址寻找更多化石。但他们未能找到除海绵以外的任何其他痕迹。
在 2020 年的新冠疫情封锁期间，他们开始将当地的海绵套组描述为一个疫情项目。有一天，博廷前往采石场寻找更多海绵。“当然，就在那天，我第一次发现一根小管子，里面伸出了触手，”他回忆道。
那个化石只有 3.5 毫米高，看起来像一艘细长的外星飞船，与两位古生物学家见过的任何东西都不同。他们很快意识到他们只是触及了该遗址的表面。在两米厚的岩层中，博廷和缪尔发现了繁荣生态系统的痕迹。就像一张正在冲洗的照片一样，古生物学家打开岩石几秒钟后，化石就显现出来了。“你把它们劈开，30 秒后，它们就会神奇地出现，”博廷说。
几个月来，古生物学家发现了大约 170 种不同物种的化石，这些物种可能栖息在沿一座正在下沉的火山的岩坡上。除了海绵和蠕虫外，还有三叶虫、长有抓握附肢的节肢动物和一种六足动物，这种动物看起来与数百万年后才出现的原始昆虫非常相似。还有一种让人联想到奥巴宾海蝎的动物，奥巴宾海蝎是寒武纪的一个奇异奇迹，它有五只眼睛和一个象鼻子状的proboscis。这些进化怪胎中的许多都精细地蚀刻在灰色的石头上，在那里，诸如鳃、消化道、视神经和神经组织等软体特征（很少石化）清晰可见。
此处显示的是以下化石：（A）可能的鳃曳动物或海生蠕虫，显示中央肠道；（B）管居疑难生物，这是一种生活在管中的软体生物。图片来源：NIGPAS
城堡岸化石的精美保存状态类似于在伯吉斯页岩中发现的化石，伯吉斯页岩是加拿大落基山脉中标志性的 5 亿年前的寒武纪矿藏，其中发现了地球上一些最古老的复杂动物的遗骸。研究人员在世界各地发现了类似的惊人的寒武纪化石遗址。
但是，在随后的奥陶纪时期，保存完好的动物要稀少得多。田纳西大学诺克斯维尔分校的古生物学家艾莉西娅·斯蒂加尔认为，这可能是因为奥陶纪时期海洋化学发生了变化，或者穴居生物的增加使其他动物的遗骸暴露于腐烂之中。如果没有这些遗骸，科学家们对寒武纪大爆发之后生活的大多数软体生物知之甚少。“今天，非生物矿化生物占所有动物的 [大约] 70%，”她说，指的是软体生物。“像城堡岸动物群这样的非生物矿化动物历史的快照对于更全面地了解生命的历史非常重要，”斯蒂加尔补充道，她没有参与这项新研究。
新发现的化石还为了解奥陶纪生物多样化大事件这一动态的进化篇章提供了无与伦比的视角。“这是生命开始变得真正有趣的时候，”缪尔说。“随着动物多样化，生态系统变得更加复杂。”虽然动物的大小在整个寒武纪时期保持不变，但一些生态系统似乎在奥陶纪期间缩小了规模。城堡岸的化石通常都很小。它们大多数的尺寸在 1 到 5 毫米之间。
这种缩小通常会被归因于化石化的怪癖，即大型生物在被掩埋之前被冲走。但博廷和缪尔认为，城堡岸确实代表了一个以小型生物为主的生态系统。这些化石软组织的惊人保存表明，整个生态系统很可能瞬间被掩埋，可能是由于突然的山体滑坡，这阻止了腐烂并将食腐动物拒之门外。如果较大的生物在生态系统周围游荡，它们也会被活埋。该遗址的所有三叶虫也都是幼虫，这表明这可能是一个育苗场。古生物学家认为，该遗址相对较大的海绵和藻类（尺寸为几厘米）为这些微小生物提供了完美的栖息地。
虽然微小的海洋生物世界可能看起来很奇怪，但缪尔强调，它们仍然是海洋环境的主要组成部分。“大多数动物都很小，大型动物是例外，”缪尔说。“只是它们更难看到。”
研究人员仍在更详细地描述数十个城堡岸化石，包括管居触手生物和类似于可能的海洋昆虫前身的动物。就像封锁期间一样，他们的房子目前堆满了来自该遗址的化石。“我们的空房间已经满了，你都无法在床上睡觉，”博廷说。