泛大陆东缘最早的四足动物足迹,在北京郊区现身。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员刘俊课题组新发现了早二叠世四足动物足迹动物群——门头沟足迹动物群,并对其展开了研究。近日,相关成果在《国家科学评论》发表,为华北板块与泛大陆连通的时间提供了新线索。

早二叠世门头沟足迹群生态环境复原图(绘制:许勇)

泛大陆是晚古生代-中生代时期地球上存在过的一个超级大陆,现在地球上所有的大陆,当时都拼合为一体。泛大陆形成于晚古生代,位于其东部边缘的华北板块在早古生代时期是一座“孤岛”,随后其与塔里木板块拼合并与泛大陆的主体连通,但连通的具体时间一直存在争议。

自板块构造学说创立以来,陆生化石记录就一直在为陆块的拼合连通提供最直接的证据。新发现的门头沟足迹动物群包含形态各异、大小不一的数十个足迹,研究团队已识别出至少包括古两栖类和羊膜动物两大类的足迹记录。

这一时期,陆生四足动物已遍布泛大陆,在今天的欧洲、北美、北非都有丰富的化石记录,然而在我国北方,即华北板块仍无确凿化石记录。研究团队表示,新发现的门头沟动物群填补了早二叠世中国北方四足动物的空缺,且其动物组成与同时期泛大陆主体上的动物群高度一致,说明它们很可能由泛大陆上的动物群迁徙扩散而来。门头沟动物群证明,华北板块和泛大陆在二叠纪最早期已经连通,对研究晚古生代的构造历史、古生物、古气候提供了新的古地理模型。

门头沟足迹群的主要四足动物脚印,包含两栖动物和羊膜动物脚印

门头沟动物群还提供了真正羊膜类动物在东亚的最早记录。羊膜动物包括现生的爬行类、鸟类、哺乳类,是真正的陆生生物,繁殖不需要水环境,其出现与早期演化被认为和泛大陆的形成息息相关。与甘肃玉门的中二叠世大山口动物群相比,门头沟动物群的羊膜动物足迹形态较为原始,推测是早期的副爬行类或真爬行类所留。