正在阅读:

狄更逊水母是我们的祖先吗?科学家发现了已出土化石中最古老的动物

扫一扫下载界面新闻APP

狄更逊水母是我们的祖先吗?科学家发现了已出土化石中最古老的动物

一些形成于近5亿年前的化石为我们提供了某些前所未有的信息,这些信息或能帮助我们了解地球发展历程中那些最神秘的章节。

一枚狄更逊水母化石。狄更逊水母是一种神秘的有机体,它或许是地球上最古老的生物之一 图片来源:Getty Images

在约6亿年前,地球的各大陆还是不毛之地。不过,当时的海洋却已充满生机。白色的波涛之下,已有种类繁多、形式多样的生物们在摸黑觅食。海床的表面布满了黏糊糊的微生物,这些微生物就是它们的美餐。

由于当时的环境中没有任何捕食者,这些生物并不需要用于自卫的背甲或骨骼。它们是地球上出现的第一批复杂多细胞生物——它们的身躯质地柔软黏糊,形状有的如软管,有的如叶片,有的则如加了衬芯的薄枕头。从解剖学的角度上看,它们和今天的生物几乎没有任何相似之处。古代的生物圈与今天的生物圈天差地别,但其中的这些生物却的确是我们的早期祖先。

就此,9月20日的《科学》杂志发布了一篇最新研究报告。撰写这篇报告的研究人员称,一块形成于那一时期的代表性化石中包含了或许是最古老的肉眼可见的(无需借助显微镜)生物。如果这个理论被证实,那么一场持续了70年之久的争论终于能尘埃落定,我们将最终了解,曾经贫瘠的地球上如何出现了那些形式较高级的生命。

这批化石形成于约5亿7500万年前至5亿4100万年前,这一时期被称为埃迪卡拉纪(The Ediacaran Period)。这些化石中包含的是地球上已知最古老的复杂生物,这些生物既非微小的单细胞有机体,也不是由单细胞微生物构成的简单多细胞集群。不管从地球的演化史还是生物的进化史来看,这些化石形成的时代离我们所处的时代都太过遥远了。相比壳和骨骼,肉体很难形成化石,因此我们对这些生物的真实情况几乎一无所知。1947年,澳大利亚的科学家首次发现了存在于埃迪卡拉纪的狄更逊水母的化石。这种生物是一种节肢动物,长度可达1米,形状如煎饼,科学家们认为这种奇特的有机体或许是一种早期的水母。不过,从化石来看,狄更逊水母和埃迪卡拉纪的其他生物并不具有与今天的任何动物相似的特征,比如口或内脏。因此,它们在生物树上的位置一直存在争议:如果它们不是水母,那么它们可能是类似蠕虫的环节动物、某种蘑菇、巨大的地衣抑或单细胞有机体。

问题在于,虽然世界上的许多地方都出土了狄更逊水母的化石,但它们都以扁平印痕的形式存在于砂岩中。作为相关研究的外部人士,来自加拿大皇后大学的古生物学者Guy Narbonne说道,“这就好比通过脚印来判断整个当代世界的结构一般。”2016年,来自澳大利亚国立大学的研究生Ilya Bobrovskiy做出了一项惊人的发现——一些出土于俄罗斯的狄更逊水母化石基本上形成于黏土和沙砾的混合物中。Ilya Bobrovskiy的博士生导师、来自澳大利亚国立大学的生物地球化学家Jochen Brocks说:“想象一下,你发现了一只保存状态极其完好的霸王龙,其硬组织(如骨骼、牙齿等)、皮肤仍然存在,或许还有一只风干了的眼珠。可以想见,你可以借此了解到多少关于恐龙的新知。我学生的发现正与之类似。”

狄更逊水母 插图:John Sibbick

这项发现的确拥有庞大的潜力。来自麻省理工学院的地球生物学家Roger Summons也表示,“我对这项研究充满敬畏,因为它提供了一个极好的契机——它让我们得以了解到那块神秘化石的分子级信息。”在分析这批样本时,Jochen Brocks和他的同事们发现了胆固醇分子的化石。胆固醇仅存在于动物体内——动物、植物及其他一切生物均是由脂质分子层包裹的细胞构成的,但唯独动物的细胞膜中含有胆固醇。因此,发现胆固醇的存在就意味着狄更逊水母的确是一种动物。不过,这一发现也可能是由污染造成的——比如,工作人员一不小心将手指蹭到了化石上,这一行为会立刻将含有脂质的细胞转移到化石上,使得化石被误判为一种古生物。因此,Jochen Brocks和他的同事们仔细地检查了狄更逊水母化石周围的岩石。这次,他们并没有发现胆固醇,只检测出了豆固醇——这种分子与绿藻有着密切的关系。科学家们表示,这一发现恰恰证明,他们发现的胆固醇属于狄更逊水母化石而非来自污染物——狄更逊水母作为动物的属性被坐实了。

Roger Summons表示,“我认为这篇报告排除了其他一切可能性。化学不会说谎。”这篇论文不仅证明了狄更逊水母是动物,还证明了它是已出土化石中发现的最古老的动物——这也是一项极其重要的发现。在埃迪卡拉纪末期、寒武纪初期,一场革命性的变化改变了原本简单、平稳的生态系统。最终,那套存在了有3000万年之久的生态系统让位于我们今天的世界。寒武纪生命大爆发时期诞生了大量物种,这些物种在解剖学结构和生活习性上与今天的物种更为相似。这些物种有的有壳,有的有脊椎,有的有扑棱的肢体,还有的有长有牙齿的下颚,帮助其捕获并吞食猎物。不过,科学家们至今仍然不知道是什么造成了寒武纪生命大爆发。

Jochen Brocks根据其团队的研究成果推测,这一问题的答案或许就藏在埃迪卡拉纪生物区发生的那场意外巨变之中。此前的观点认为,埃迪卡拉纪不存在任何动物,因此一些科学家认为:埃迪卡拉纪的生物在寒武纪生命大爆发中完全灭绝了,它们与寒武纪的生物完全不同。现在,科学家们可以认定,软体的狄更逊水母是那些日后横扫全球的寒武纪生物的祖先,同时也是我们的祖先。

不仅如此,这一发现还可以帮助科学家了解地理因素和生物因素间复杂的相互作用——正是这种作用使地球(或许还有其他星球)上进化出了复杂的生命体。来自美国国立自然历史博物馆的古生物学家Douglas Erwin认为,此次的发现将加速人类对于太阳系其他星球上生命的探索。此次的实验证明,相较于显而易见的化石形态的分析,对于细微的化学踪迹的分析更有助于发现此前一直遭到忽略的生物学细节——这一点很重要。Douglas Erwin说,在地球以外的地方,“发现化石的概率比发现活体生物的概率大的多。”

(翻译:王宁远)

……………………………………

欢迎你来微博找我们,请点这里

也可以关注我们的微信公众号“界面文化”【ID:BooksAndFun】

来源:科学美国人

原标题:Say Hello to Dickinsonia, the Animal Kingdom’s Newest (and Oldest) Member

本文为转载内容,授权事宜请联系原著作权人。

评论

暂无评论哦,快来评价一下吧!

下载界面新闻

微信公众号

微博

狄更逊水母是我们的祖先吗?科学家发现了已出土化石中最古老的动物

一些形成于近5亿年前的化石为我们提供了某些前所未有的信息,这些信息或能帮助我们了解地球发展历程中那些最神秘的章节。

一枚狄更逊水母化石。狄更逊水母是一种神秘的有机体,它或许是地球上最古老的生物之一 图片来源:Getty Images

在约6亿年前,地球的各大陆还是不毛之地。不过,当时的海洋却已充满生机。白色的波涛之下,已有种类繁多、形式多样的生物们在摸黑觅食。海床的表面布满了黏糊糊的微生物,这些微生物就是它们的美餐。

由于当时的环境中没有任何捕食者,这些生物并不需要用于自卫的背甲或骨骼。它们是地球上出现的第一批复杂多细胞生物——它们的身躯质地柔软黏糊,形状有的如软管,有的如叶片,有的则如加了衬芯的薄枕头。从解剖学的角度上看,它们和今天的生物几乎没有任何相似之处。古代的生物圈与今天的生物圈天差地别,但其中的这些生物却的确是我们的早期祖先。

就此,9月20日的《科学》杂志发布了一篇最新研究报告。撰写这篇报告的研究人员称,一块形成于那一时期的代表性化石中包含了或许是最古老的肉眼可见的(无需借助显微镜)生物。如果这个理论被证实,那么一场持续了70年之久的争论终于能尘埃落定,我们将最终了解,曾经贫瘠的地球上如何出现了那些形式较高级的生命。

这批化石形成于约5亿7500万年前至5亿4100万年前,这一时期被称为埃迪卡拉纪(The Ediacaran Period)。这些化石中包含的是地球上已知最古老的复杂生物,这些生物既非微小的单细胞有机体,也不是由单细胞微生物构成的简单多细胞集群。不管从地球的演化史还是生物的进化史来看,这些化石形成的时代离我们所处的时代都太过遥远了。相比壳和骨骼,肉体很难形成化石,因此我们对这些生物的真实情况几乎一无所知。1947年,澳大利亚的科学家首次发现了存在于埃迪卡拉纪的狄更逊水母的化石。这种生物是一种节肢动物,长度可达1米,形状如煎饼,科学家们认为这种奇特的有机体或许是一种早期的水母。不过,从化石来看,狄更逊水母和埃迪卡拉纪的其他生物并不具有与今天的任何动物相似的特征,比如口或内脏。因此,它们在生物树上的位置一直存在争议:如果它们不是水母,那么它们可能是类似蠕虫的环节动物、某种蘑菇、巨大的地衣抑或单细胞有机体。

问题在于,虽然世界上的许多地方都出土了狄更逊水母的化石,但它们都以扁平印痕的形式存在于砂岩中。作为相关研究的外部人士,来自加拿大皇后大学的古生物学者Guy Narbonne说道,“这就好比通过脚印来判断整个当代世界的结构一般。”2016年,来自澳大利亚国立大学的研究生Ilya Bobrovskiy做出了一项惊人的发现——一些出土于俄罗斯的狄更逊水母化石基本上形成于黏土和沙砾的混合物中。Ilya Bobrovskiy的博士生导师、来自澳大利亚国立大学的生物地球化学家Jochen Brocks说:“想象一下,你发现了一只保存状态极其完好的霸王龙,其硬组织(如骨骼、牙齿等)、皮肤仍然存在,或许还有一只风干了的眼珠。可以想见,你可以借此了解到多少关于恐龙的新知。我学生的发现正与之类似。”

狄更逊水母 插图:John Sibbick

这项发现的确拥有庞大的潜力。来自麻省理工学院的地球生物学家Roger Summons也表示,“我对这项研究充满敬畏,因为它提供了一个极好的契机——它让我们得以了解到那块神秘化石的分子级信息。”在分析这批样本时,Jochen Brocks和他的同事们发现了胆固醇分子的化石。胆固醇仅存在于动物体内——动物、植物及其他一切生物均是由脂质分子层包裹的细胞构成的,但唯独动物的细胞膜中含有胆固醇。因此,发现胆固醇的存在就意味着狄更逊水母的确是一种动物。不过,这一发现也可能是由污染造成的——比如,工作人员一不小心将手指蹭到了化石上,这一行为会立刻将含有脂质的细胞转移到化石上,使得化石被误判为一种古生物。因此,Jochen Brocks和他的同事们仔细地检查了狄更逊水母化石周围的岩石。这次,他们并没有发现胆固醇,只检测出了豆固醇——这种分子与绿藻有着密切的关系。科学家们表示,这一发现恰恰证明,他们发现的胆固醇属于狄更逊水母化石而非来自污染物——狄更逊水母作为动物的属性被坐实了。

Roger Summons表示,“我认为这篇报告排除了其他一切可能性。化学不会说谎。”这篇论文不仅证明了狄更逊水母是动物,还证明了它是已出土化石中发现的最古老的动物——这也是一项极其重要的发现。在埃迪卡拉纪末期、寒武纪初期,一场革命性的变化改变了原本简单、平稳的生态系统。最终,那套存在了有3000万年之久的生态系统让位于我们今天的世界。寒武纪生命大爆发时期诞生了大量物种,这些物种在解剖学结构和生活习性上与今天的物种更为相似。这些物种有的有壳,有的有脊椎,有的有扑棱的肢体,还有的有长有牙齿的下颚,帮助其捕获并吞食猎物。不过,科学家们至今仍然不知道是什么造成了寒武纪生命大爆发。

Jochen Brocks根据其团队的研究成果推测,这一问题的答案或许就藏在埃迪卡拉纪生物区发生的那场意外巨变之中。此前的观点认为,埃迪卡拉纪不存在任何动物,因此一些科学家认为:埃迪卡拉纪的生物在寒武纪生命大爆发中完全灭绝了,它们与寒武纪的生物完全不同。现在,科学家们可以认定,软体的狄更逊水母是那些日后横扫全球的寒武纪生物的祖先,同时也是我们的祖先。

不仅如此,这一发现还可以帮助科学家了解地理因素和生物因素间复杂的相互作用——正是这种作用使地球(或许还有其他星球)上进化出了复杂的生命体。来自美国国立自然历史博物馆的古生物学家Douglas Erwin认为,此次的发现将加速人类对于太阳系其他星球上生命的探索。此次的实验证明,相较于显而易见的化石形态的分析,对于细微的化学踪迹的分析更有助于发现此前一直遭到忽略的生物学细节——这一点很重要。Douglas Erwin说,在地球以外的地方,“发现化石的概率比发现活体生物的概率大的多。”

(翻译:王宁远)

……………………………………

欢迎你来微博找我们,请点这里

也可以关注我们的微信公众号“界面文化”【ID:BooksAndFun】

来源:科学美国人

原标题:Say Hello to Dickinsonia, the Animal Kingdom’s Newest (and Oldest) Member

本文为转载内容,授权事宜请联系原著作权人。