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皮肤很难在化石记录中找到。古代生物体的外皮比坚固的骨骼更容易被食腐动物吃掉或腐烂。但有时古生物学家会有幸运的突破。在俄克拉何马州理查兹堡一个大约有2.88亿年历史的洞穴深处，古生物学家发现了以一种非常不同寻常的方式保存下来的真正古老的化石皮肤印痕。
周四在《当代生物学》上发表的文章称，这些支离破碎的皮肤化石和各种各样的皮肤印痕来自一些最早的羊膜动物。这种蜥蜴状的动物是最早一生都生活在干燥陆地上的生物之一，远离水边，它们的身体上覆盖着鹅卵石和鳞片状的皮肤。新发现的化石是迄今为止发现的最古老的皮肤保存记 录，比之前的记录保持者早约1.3亿年，不仅包含皮肤的外部纹理，还包含表皮的内部结构。
古生物学家多年来一直在研究理查兹山口。“这是一个特殊的地方，”研究作者、多伦多大学古生物学家伊桑·穆尼说。数亿年前，细粒沉积物填满了一个古老洞穴系统的裂缝，将早期羊膜动物和其他动物的遗骸埋在里面。然而，理查兹山的特别之处在于富含粘土的洞穴沉积物、缺氧和从洞穴岩石中渗出的石油之间的独特相互作用。
大多数生物死后会腐烂并完全分解，在化石记录中没有留下任何痕迹。一开始保存就很罕见，找到皮肤就更不寻常了。在这种情况下，埋在洞穴中的古代动物遗骸可能被留在相对干燥的低氧地区。坚硬的皮肤，鳞片是由和指甲一样的材料制成的，能够干燥，更有可能和动物的骨头一起被埋葬。
当史前动物的遗骸被埋在理查兹洞穴中时，碳氢化合物从洞穴的石头中渗出，与沉积物结合，形成了穆尼所说的“精美的化石”。这些石油来自于3.3亿年前生活在海洋中的更古老的化石生物的转化残骸。这些有机残留物基本上变成了石油，然后与埋在洞穴里的动物的皮肤和骨骼相互作用，并以三维的细节保存了皮肤。这些化石帮助创造了新的化石，这些化石已经存活了数亿年。
穆尼和他的同事已经在理查兹Spur样本中发现了多个保存下来的皮肤样本和皮肤印痕。所有的样本都来自于大约同一时期的生物，尽管大多数是从它们曾经覆盖的动物身上分离出来的孤立的皮肤碎片。有些鳄鱼的鳞片图案让人想起 现代鳄鱼。然而，最令人印象深刻的是一种叫做卡托龙的生物化石上保存下来的皮肤。这种早期爬行动物的化石包括
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它的部分皮肤，它们在头骨后面排列成24条带状。这些遗骸是古生物学家们能看到的最接近卡龙肉的样子。
阿尔特
塔尔恐龙博物馆的古生物学家弗雷德里克·斯平德勒说，这些新发现不仅罕见，而且有助于缩小关于早期羊膜动物身体覆盖物的知识差距，他没有参与这项新研究。“我见过很多理查兹马刺化石，但这是最有意义的化石之一，”他说。
这项研究的发现不仅仅是表面上的。穆尼说，当研究人员使用CT扫描来观察化石皮肤内部的细节时，他们发现其内部结构与现代鳄鱼的相似，也适合于像蜥蜴一样的左右行走运动，这是研究人员对早期羊膜动物的期望。
从外面看，卡龙的皮肤像鳞片。这一发现说明了早期羊膜动物在适应陆地生活时所经历的一些变化，而不是它们的两栖祖先。斯平德勒说:“从下面有骨头的两栖动物皮肤到外面有坚硬鳞片的陆地动物皮肤，这是一个过渡。”早期羊膜动物不仅能够在远离水的陆地上产卵，而且鳞片状的外层皮肤也有助于防止这些生物干燥。“增厚皮肤的主要作用不仅是作为一个保护屏障，”穆尼说，“而且还可以防止关键的水分流失。”鳞片状的皮肤，就像壳里的蛋一样，是早期羊膜动物在越来越深入陆地探险时保持体内水分的方式。
虽然来自理查兹山的皮肤是目前已知的最古老的皮肤，但鳞状皮肤的进化一定发生在更早的时候。“其他化石将告诉我们这一进化步骤的时间，”斯平德勒说，“但这项新研究对皮肤类型的多样化至关重要。”这些化石是
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羊膜动物在陆地上定居的里程碑，并为后来的动物(如毛茸茸的哺乳动物和有羽毛的恐龙)建立了基本特征。在所有与陆地生活有关的进化创新中，坚韧的皮肤是最重要的。
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