埃迪卡拉纪海洋曾被认为是生命演化史上的“安静时代”。那时的海底覆盖着一层坚韧的微生物席（类似海底的“地毯”），大多数生物固着其上或在表面缓慢移动。

不过，这一宁静的表象还是被彻底打破。中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队，在湖北宜昌的“石板滩生物群”中，发现了距今约5.5亿年前的生物“地下公寓”——三维潜穴系统。这一发现，将动物具备复杂三维行为的时间提前了约一千万年，揭示出在寒武纪生命大爆发前夕，一场静默而深刻的“地底革命”早已上演。相关成果近期发表于《科学进展》期刊。

“挖洞高手”发现复杂三维潜穴

研究团队在石板滩生物群发现了多种保存完好的三维潜穴遗迹化石，包括规则的“之”字型或阶梯状“锯形迹”、由水平隧道与垂直通道构成的“多山迹”复合结构，以及显示完整“向下探食、向上钻出”行为链的蝌蚪状遗迹。

其中，锯形迹物种所表现出的有节奏、可重复的主动探测模式，证明这些5.5亿年前的动物已能进行有目的、有计划的挖掘，而非此前认为的随机或简单行为。这些复杂结构表明，早在寒武纪大爆发之前，动物就已演化出成熟的神经系统调控能力与肌肉协调能力，能够执行系列动作。

传统观点认为，动物向沉积物深部进行复杂三维探索的行为始于约5.39亿年前的寒武纪初期。石板滩生物群的证据，将这一关键演化节点提前了近一千万年，为理解生命演化的关键过渡阶段提供了新的时间锚点。

“挖掘工”掀起一场“生态革命”

这些古老海底的“挖掘工”所做的不只是为自己建造家园，更引发了一场连锁“生态革命”。

在当时的生态系统中，覆盖海底的微生物席是埃迪卡拉纪生态的基石——众多生物依赖它附着或从中获取能量。而“挖掘工”们通过潜穴彻底打破了这一稳定结构。研究发现，多山迹等形成的密集扰动，直接破坏了微生物席的物理完整性，如同将平整的草坪挖得千疮百孔。许多依赖这片“海底地毯”生存的埃迪卡拉纪典型宏体生物，因此失去了生存基础。

地层记录清晰显示了这场“战争”的结果：在潜穴密集出现的岩层中，埃迪卡拉型化石数量显著减少，二者呈现出明确的“此消彼长”关系。这意味着，早期挖掘者很可能通过破坏栖息地、争夺资源等方式，成为导致埃迪卡拉生物群衰退乃至灭绝的重要驱动因素之一。

这场“革命”的影响不仅限于破坏，还极大促进了沉积物与上覆海水之间的物质交换。碳、磷、硫等关键生命元素的循环因此加速，为后续生物多样性的爆发积累了重要的物质基础。

从“微生物世界”到“寒武纪狂欢”

石板滩生物群的发现，架起了一座连接埃迪卡拉纪与寒武纪生态系统的关键桥梁，展示了生态系统如何从“微生物席世界”过渡到充满活力的“混合底质世界”。

随着微生物席被破坏、衰退，海底的物理结构变得复杂多样。这种新型的混合底质环境，为生物创造了前所未有的多样化生态位。旧有生态位被释放，而具备三维探索与环境改造能力的新型动物获得了巨大生存优势，更有效地获取资源、躲避敌害、繁育后代。

这种物理空间的拓展与生态位的分化，成为驱动后生动物多样性加速演化的重要引擎。可以说，这场始于地底的“行为革命”，为寒武纪时期生命大爆发准备了必要的生态舞台。

石板滩生物群如同一座研究该转型期的“天然实验室”，它同时保存了遗迹化石与实体化石，从而将“动物做了什么”与“是哪些动物做的”关联起来，为理解埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期这一生命演化的关键转折点，提供了前所未有的、细节丰富的行为学与生态学证据。

这一发现也证明，生物行为的革新是驱动地球环境与生命演化的重要力量。从平面到立体，从被动适应到主动塑造，史前“挖洞者”用它们看似微小的行为，为地球生命史上最壮观的演化奇迹——寒武纪大爆发，掘开了第一铲土。

（作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员）