在人类社会里，保持恰当的社交间距被视为改善公共环境、降低冲突的重要原则。然而，你是否曾思考过，在数亿年前的深邃海洋里，那些看似无法移动的生物，竟然也能巧妙地运用自己的“工具”来主动调节彼此间的距离呢？
近期，中国科学院南京地质古生物研究所的黄冰研究员及戎嘉余研究员对约4.36亿年前，位于我国贵州桐梓、仁怀地区的志留纪早期腕足动物化石群进行了细致的研究。他们首次阐明，这些古老的海洋底栖生物巧妙地运用身体上的细小刚毛结构，以保持彼此间的适当社交距离，从而构建了一种有序的生存模式。这一研究不仅揭示了远古生物如何通过自身结构来调节个体间的距离，也为古生态学领域提供了有力的实证支持。该研究的重要成果于2025年7月21日成功登载于《美国国家科学院院刊》。
腕足动物中的核螺贝（Nucleospira calypta）及其所携带的由氧化铁构成的刚毛，腹壳内部模型以及局部放大的刚毛图像（A-D），同时还包括了扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）的详细分析结果（E-H）。
腕足动物曾是古生代海洋生态系统的主导物种，本研究集中探讨的，是一种名为遮隐核螺贝（Nucleospira calypta）的无窗贝类腕足动物。在研究中，原位埋藏的化石标本完好地保存了它们生命终结那一刻的原始形态，为科学家们提供了一扇观察远古生物群落的重要窗口。
遮隐核螺贝的形态在矿化层之下呈现为刚毛状（A-F），同时其微观结构（F-H）亦可通过Micro-CT技术进行三维重建（I-K）。
刚毛结构，这种生长在外套膜边缘的细长柔韧毛发，在化石记录中极为罕见，尤其在寒武纪之后的地质年代里更是极为稀少。而本次研究中的标本，却意外地保留了腕足动物外套膜边缘的这种刚毛形态。研究人员采用了扫描电镜、X射线荧光光谱等多种先进的分析手段，不仅对这些直径大约20微米的刚毛的细微结构进行了清晰的重现，而且确认了一种特殊的保存方式：刚毛在无氧的环境中迅速发生黄铁矿化，随后在弱酸性的条件下被钙质层所包裹，从而有效防止了压实和氧化作用，即便黄铁矿最终转化为氧化铁，其微观形态依然得以完好保留。
展示的是遮隐核螺贝（Nucleospira calypta）的化石样本所复原出的单个贝壳个体，其边缘附着的刚毛（A），以及该物种群居生活场景的生态复原图（B）。
确认了这些细微结构之后，研究者将注意力转移到了整个群体的排列布局上。经过深入分析，他们观察到这些腕足动物的分布并非无序无章，而是呈现出一种在统计学上极为显著、类似于棋盘的有序、均匀分布格局。这种“棋盘式”的排列方式暗示了个体之间可能存在某种特定的机制。
这种精确的间隔调整机制是如何达成的呢？经过研究人员的深入分析，他们发现，化石群体中个体间的平均间距与它们保存完好的刚毛长度之间存在着一种明显的数量关系，这个间距大致相当于刚毛长度的1.5至2倍。这种在看似静止的生物体内发生的位置细微调整并非无迹可寻，比如，现代的藤壶在固定之后，依然能够以极慢的速度移动，以优化其生存环境。这对滤食性生物而言极为关键，因为它能够最大程度地减少它们摄食过程中水流之间的相互干扰。
本研究首次将一种精细的解剖结构（刚毛）与一个在统计学上具有显著性的种群空间分布模式紧密关联，为探讨“生物间的相互作用如何影响种群结构”这一古老的生态学核心问题提供了直接的化石资料。这一发现揭示了，古代种群的形成并非仅由被动的环境条件或幼虫的随机附着所决定，生物个体间因形态结构差异而产生的相互作用同样在种群结构形成中起着决定性的作用。这一研究成果不仅深化了我们对古生代海洋生态系统复杂性的认识，而且突出了那些看似不起眼的特性在生命演化历史中可能带来的显著生态效应。
（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）
