由冲绳科学技术大学院大学古生物学家主导的一项新研究显示，晚奥陶纪大灭绝（Late Ordovician Mass Extinction，LOME）可能是解释早期鱼类化石记录“延迟出现”现象的关键事件。

研究指出，多数主要鱼类谱系在化石记录中首次清晰出现的时间，明显晚于其在寒武纪被推定的起源以及奥陶纪无脊椎动物多样化浪潮。此前，这一时间差通常被归因于化石采样不足或存在时间极长的“幽灵谱系”。

大灭绝与脊椎动物谱系重组

论文作者萩原和平（Wahei Hagiwara）和劳伦·萨兰（Lauren Sallan）提出，晚奥陶纪大灭绝从根本上重组了早期脊椎动物生态系统。他们利用新编制的古生代脊椎动物全球数据库，对分布、生态系统和生物地理格局进行了系统分析。

研究发现，LOME与广泛分布的茎环口类锥齿动物——一种已灭绝的海洋无颌脊椎动物——的大规模消失大致同步，同时早期有颌脊椎动物和远洋无脊椎动物也遭受严重损失。在此之后的生态系统中，古生代“鱼类时代”大多数主要脊椎动物谱系开始在化石记录中首次明确出现。

萨兰表示，虽然该团队尚未确定LOME的最终成因，但化石记录显示事件前后存在明显差异。萩原指出，他们整合了近200年来关于晚奥陶纪和早志留纪的古生物学数据，构建了新的化石记录数据库，从而得以重建灭绝避难所的生态系统结构，并在属级尺度上量化多样性变化。结果显示，LOME直接推动了有颌脊椎动物生物多样性缓慢但显著的上升。

“塔利玛空白期”与漫长恢复

研究称，LOME分为两个阶段，期间全球经历了长期温度波动、海洋化学（包括必需微量元素）变化、极地突发冰川期以及海平面起伏。这些环境扰动严重破坏了海洋生态系统，导致生物多样性在灭绝后长期处于低位，这一“空白期”一直延续至最早的志留纪。

研究团队确认了此前提出的脊椎动物多样性缺失区间——“塔利玛空白期”。在这一时期，全球物种丰富度极低，幸存生物群几乎完全由零散的微化石构成。

进入志留纪后，脊椎动物经历了长达约2300万年的恢复期，各谱系的多样化过程缓慢且呈间歇性。研究显示，大多数志留纪有颌脊椎动物谱系在全球整体丰富度仍然很低的阶段逐步分化，并未迅速扩散至古代海洋，而是在相对孤立的环境中演化。

灭绝避难所与地方性辐射

研究人员发现，志留纪早期的有颌脊椎动物具有高度地方性，其多样化主要发生在少数特定且长期稳定的灭绝避难所中。其中一个关键避难所位于今日华南地区，当地化石记录中保存了目前已知最早的颌部明确证据。

这些早期有颌脊椎动物在地理分布上长期局限于该区域，持续数百万年。萩原表示，在现今华南地区发现的首批完整体有颌鱼类化石，与现代鲨鱼存在直接亲缘关系。这些物种在稳定避难所中长期聚集，直至演化出穿越开放海洋、扩散至其他生态系统的能力。

研究指出，LOME之后的物种更替和生态恢复过程，在某些方面与后来的气候相似事件（如泥盆纪末大灭绝）相近，包括长期低多样性阶段以及有颌鱼类主导地位出现的延迟。

早期脊椎动物生态系统重建

通过整合地理位置、形态特征、生态类型和生物多样性数据，研究团队重建了重大环境扰动后早期脊椎动物生态系统的重建过程。萨兰表示，这一工作有助于解释颌部为何出现、有颌脊椎动物如何最终占据主导地位，以及为何现代海洋生物群主要源自这些幸存者，而非更早期的锥齿动物和三叶虫等类群。

研究成果已于1月9日发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上，论文题为《Mass extinction triggered the early radiations of jawed vertebrates and their jawless relatives (gnathostomes)》，作者为Wahei Hagiwara和Lauren Sallan，刊于第12卷第2期，DOI为10.1126/sciadv.aeb2297。