使用化石3D模型进行的水流模拟为古代微小海洋动物的进化提供了新线索

大约5.36亿年前，在寒武纪早期，大量不同种类的毫米级海洋生物在世界各地的大陆架栖息地繁衍生息。今天，他们的化石为古代海洋条件和动物进化提供了线索。

这些微小的化石中有许多是久坐不动的水母，这是刺胞动物门的一个亚群，现在包括自由游泳的水母。刘平及其同事的新研究首次揭示了古代微小的水母动物的外骨骼形状可能如何与海洋陆架环境中的流动水相互作用。

研究人员从中国陕西省南部距今已有5.35亿年历史的宽川铺组采集了两种化石，四川六棱和四棱锥。Hexaconularia的扇形形状表现出双径向对称性，而Quadrapyrgites是四径向的。

研究人员使用化石的微型计算机断层扫描数据来创建每个物种的虚拟3D模型，然后应用计算流体动力学来模拟海水的流动如何在生物体活着时拖曳和扭曲生物体。

模拟结果表明，这两个物种——以及同时期的大多数其他久坐不动的毫米级水母动物——可能生活在粘性流动层中，即海底上方湍流较小的海水层。此外，在模拟中，Hexaconularia的双径向形状被证明比四径向Quadrapyrgites在结构上更稳定，这表明Hexaconularia可能更适合在古代海洋陆架的强流条件下生存。

发表在《地球物理研究杂志：生物地球科学》上的研究结果与化石记录一致，这些化石记录表明，四径向久坐不动的水母动物，以及具有三、五或六角对称的那些，在大约5.29亿年前灭绝，但六角形和其他双径向水生动物幸存下来。

这项研究标志着计算流体动力学首次应用于生活在粘性流动层中的早期寒武纪微化石。作者建议，未来的研究可以在此类模拟中引入更多细节，例如海底粗糙度和邻近生物的存在，以进一步探索这个古老的水母动物群落。