狄更逊水母是一种来自南澳大利亚罗恩斯利石英岩地层的早期动物，距今约有 5.5 亿年历史。（L.塔汉提供）

准确地确定动物首次出现在地球上的时间有点像在一个非常古老的、行星大小的大海捞针中寻找一根针——但一项新的研究缩小了搜索范围。

对地球上第一批动物（很可能是微小的软体海洋生物）到来的估计相差数亿年。根据当今主要动物群之间的遗传差异进化所需的时间进行的一些估计表明，第一批动物肯定至少在 8 亿年前出现。

然而，已知最古老的动物化石只能追溯到 5.74 亿年前。自查尔斯·达尔文时代以来，这种脱节就一直困扰着科学家们，众所周知，达尔文对寒武纪岩石（539至4.85亿年前）中突然出现的动物化石感到惊讶，但在他检查的更古老的岩石中却没有发现任何动物化石。

“我们在研究动物起源时面临的主要挑战之一是确定它们首次出现在地球上的时间，”耶鲁大学艺术与科学学院地球与行星科学教授、资深作者德里克·布里格斯 (Derek Briggs) 说。生态学与进化趋势杂志上的一项新研究。“在 6 亿多年前的岩石中找到最早、微小、易腐烂的动物化石的机会有多大？这些岩石中没有动物是真实的，还是只是不利于保护的条件？”

奇虾是一种来自不列颠哥伦比亚省伯吉斯页岩地层的干群节肢动物，已有 5.08 亿年的历史。（由皇家安大略博物馆提供）

在这项研究中，布里格斯和他的同事专注于与不列颠哥伦比亚省加拿大落基山脉地区的伯吉斯页岩类似的沉积岩。伯吉斯页岩矿床的历史可以追溯到 5.08 亿年前，以保存具有不同成分的软生物组织的动物化石而闻名，其中包括既没有壳也没有矿化骨骼的动物。

有几个环境因素有助于更好地保存伯吉斯页岩等矿床。泥质沉积物的氧气和硫酸盐含量较低；粘土的成分往往会抑制促进有机残骸腐烂的细菌；它拥有矿化特性，可以复制地质上寿命较长的矿物中的软组织；早期阶段沉积物迅速胶结成潜在化石。

研究人员研究了世界各地沉积物最接近伯吉斯页岩条件的地区，特别是沉积物具有相似粘土成分的较古老的沉积物。这些遗址——包括俄罗斯的 Lakhanda Group、加拿大的 Wynniatt Formation 和挪威的 Svanbergfjellet Formation——可以追溯到 7.89 亿年前或更早。

但这些地点都没有发现动物化石，这意味着当时动物还没有进化。

布里格斯说：“在这里，我们探索了一种可能性，即存在适合化石化的环境，类似于较年轻的岩石中的环境，但没有产生任何动物。” “这些考虑表明，动物的存在时间早于 7.9 亿年前。毫无疑问，这一估计将通过未来的发现进行测试和完善。”

该研究的第一作者是牛津大学的罗斯·安德森（Ross Anderson），他是耶鲁大学布里格斯实验室的前研究生。该研究的共同作者是加州大学圣巴巴拉分校的克里斯蒂娜·沃尔茨和苏珊娜·波特以及剑桥大学的尼古拉斯·托斯卡。