皮肤能够为动物提供了敏感、灵活、防水的屏障。但在动物死后，皮肤不能保存太长时间，所以一直以来很难研究皮肤这个器官是如何在古代生物中进化的。

多伦多大学的研究人员发现了一块爬行动物皮肤化石的碎片，它比之前描述的任何动物皮肤化石都要早2000多万年。这一碎片可以追溯到古生代晚期，当时许多物种从水里出来开始在陆地上生活。相关研究结果发表于《当代生物学》。

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美国俄克拉荷马州Richards Spur石灰岩洞穴保存了指甲大小的爬行动物皮肤化石碎片。图片来源：MOONEY ET AL./CURRENT BIOLOGY

未参与该研究的新英格兰大学古生物学家Phil Bell说，动物皮肤如何适应这种戏剧性的转变，长期以来一直是古生物学研究中的一个“空白点”。这项新发现表明，爬行动物鳞片的复杂结构自最初进化以来“几乎没有改变”。

皮肤化石稀有而珍贵。该研究主要作者、多伦多大学攻读古生物学硕士学位的Ethan Mooney指出，在洞穴中，细小的沉积物和低氧条件有助于延缓化石分解。俄克拉荷马州Richards Spur石灰岩洞穴中含有世界上最多样化和保存最完好的古生代化石，洞穴里充满了来自附近伍德福德页岩的石油和焦油，石油和焦油使化石饱和，进一步保护它们免受腐烂。

Richards Spur有许多卡托龙的化石，这是一种鬣蜥大小、类似蜥蜴的爬行动物，有明显的上咬合，其大多数标本仅仅是骨架。该研究描述的一种古化石仍然保留了部分表皮——皮肤的最外层鳞片状。Mooney指出，厚而防水的表皮发育对其在陆地上生存至关重要。

在研究这些化石时，研究人员还发现了一系列微妙的斑点，多伦多大学生物学家Tea Maho最初认为这些斑点是骨头的小碎片，比指甲还小，和人类的头发一样细。但显微镜分析显示，它实际上是一块保存得非常完好的爬行动物皮肤。这块化石包括一个很少保存的真皮内层和一个坚韧的表皮，其特征是单个折叠的鳞片带被一个灵活的“铰链”区域隔开。

这块碎片有近3亿年的历史，是有记录以来最古老的皮肤化石。研究通讯作者、多伦多大学古生物学家Robert Reisz说，虽然在俄罗斯和南非的遗址发现了一些木乃伊化的皮肤碎片，但这些标本没有经过仔细分析，而且至少比在Richards Spur发现的要年轻2100万年。

根据这块化石的结构以及与其他化石的接近程度，研究人员认为它属于某种爬行动物，因为其皱巴巴的鹅卵石状纹理与鳄鱼皮非常相似，铰链区域也类似于现代蛇和蠕虫蜥蜴皮肤上的结构。

“一些最早的爬行动物有典型的鳞状皮肤并不奇怪，但能够首次在化石记录中证实这一点是令人兴奋的。”Bell说。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.12.008