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“狄更逊水母”是地球上最古老的动物之一

作者:科普百分百
“狄更逊水母”是地球上最古老的动物之一

离开这条小径的生物是动物,原始生命还是真菌?化学提供了新的线索。摄影:O. LOUIS MAZZATENTA

(神秘的地球 uux.cn 报道)据《国家地理》报道(写作:Maya Wei-Haas编译:钟慧源):这种神秘的东西是地球上最古老的动物之一。这种奇怪的生物长期以来一直困扰着科学家。因此,一组研究人员使用现代分析技术重新审视了古代遗址。

Edicaran生物群是一个古怪的群体 - 包括环形圆盘,图案团块,不均匀的绳索和波浪形的叶片状物体。早在5.7亿年前,这些潮湿、柔软和不合时宜的生物就占据了温暖的浅海,是地球上最早出现的复杂生物。

Dickinsonia,通常被翻译为Dickinson水母,是这个群体中着名的物种。这种扁平的带肋椭圆形生物可以长到直径超过120厘米,中心有一个明显的脊。然而,Dickinsonia是什么,长期以来一直困扰着科学家。这种奇怪的生物在历史上被科学家多次分类,几乎每一个边界都被花费了。近几十年来,争议围绕着三个群体:一些学者说它是真菌,一些说它是原生生物,一些说它是动物。

本周发表在《科学》杂志上的一项新研究表明,研究人员使用现代技术重新审视这种古老的生物。他们的发现以及更多的证据表明,Dickinsonia可能是迄今为止发现的最早的动物之一,早于5.41亿年前的寒武纪爆发,这是大多数主要活体动物群体的起源。

"这实际上是我们中的一员,"研究作者、澳大利亚国立大学古化学家安迪·约翰逊(Andy Johnson)说。"Jochen Brocks说。"这是一种动物。虽然Dickinsonia最终灭绝了,但这种动物是早期多细胞生物实验中的众多物种之一,最终导致了我们现代的动物公园。

"我认为这是解决我们对Dickinsonia的困惑的一种解决方案。研究员玛丽·J·玛丽·德罗瑟(Mary J. Mary Droser)说,她没有参与这项研究。

她解释说,在过去的几年里,古生物学家已经达成了普遍的共识,即Dickinsonia是一种基于对Dickinsonia标记研究的动物。基于这些证据,这项新研究继续探索动物假说,使用化学来支持它。"将Dickinsonia放入地球上动物的进化脉络中真的很有帮助。德鲁瑟说。

什么是埃迪卡拉生物?

这组进化怪异物于1946年在澳大利亚南部弗林德斯山脉的埃迪卡拉山首次被发现,与生物非常不同。埃迪卡拉的生物"像另一个星球上的生命一样奇怪,但它们更容易获得,"古生物学家阿道夫阿道夫说。阿道夫·塞拉彻(Adolf Seilacher)在2007年发表在伦敦地质学会特刊上的一篇论文中描述了这一点。

它们的出现标志着随着生物体从小到大的转变,它正在测试身体的外观。目前有50多种已知的Edikala类型,并且在除南极洲以外的每个大陆上都已发现。

通过研究大型生物何时突然出现在地球上,科学家可以更深入地了解复杂生物的形成。这项研究还可能为这个遥远的世界中生物的出现提供线索。回去看看地球上的生命是如何展开的,真的比研究其他星球上的虚张声势要便宜得多。德鲁瑟说。

如何研究不存在的东西

研究埃迪·卡拉的生物学的挑战之一是保存问题。它们柔软的身体早已消失,化石记录中没有骨头或贝壳可以保留。这意味着,我们大多依靠这些古代居民留下的痕迹或痕迹来观察他们的样子——有很多详细的特征,从粗略的痕迹根本看不出来。这些生物也是进化树的早期成员,与今天的生物非常不同,因此很难对它们进行分类。在1980年代,一些学者甚至认为Edikala生物应该已经灭绝。

过去的研究集中在Dickinsonia遗产的物理分析上 - 生长和发育,运动的证据,大小和复杂性。在最新的研究中,科学家们转向称为甾醇的分子生物标志物来寻找新的线索。许多动物制造类固醇,但每组略有不同。

动物制造称为胆固醇的类固醇,"就像我们在迈克的鸡块中发现的一样。布洛克斯开玩笑说。但埃迪卡拉没有吃油炸食品。这些化合物在几乎所有动物的细胞膜中都起着非常重要的作用,有助于控制进入和离开的物质。

长期以来,科学家们一直使用生物标志物分析来寻找大型矿床中的藻类。"在这种情况下,你会得到当地生态系统的平均组成,"伊利亚说。Ilya Bobrovskiy是这项新研究的主要作者,也是澳大利亚国立大学的博士生,他说。

因为大多数Edikala生物都留下了外表的划痕,所以没有人试图测试这些古老奇怪的咖喱的生物标志物。然而,一些Edikala生物的印记化石仍然保留了一层薄薄的有机物。而巴布罗斯基则认为,这些有机薄膜上的碳键合,或许就是这些奇怪生物真实身份的秘密。

巴布罗斯基的导师布罗斯克对此表示怀疑。"起初我觉得这很疯狂。他说。但为了不攻击这个雄心勃勃的学生,他让他这样做了。

后续分析的意义是什么?

Babroski开发了一种测试Edikala生物遗留在化石上的类固醇的方法,并将其与从周围岩石中提取的生物标志物结果进行比较。

为了验证这种做法,Babrosky首先研究了Edikala生物群中的Betanelliformis化石。这种生物以前被认为与藻类,真菌甚至水母有关。因此,其生物标志物表明它是蓝藻的球状群落。今年早些时候,他们在《自然生态学与进化》杂志上发表了这项分析。

视察队随后转向迪金索尼亚,并从俄罗斯西北部的白海地区采集样本。

"这些化石的分子组成和化石周围海底的分子组成真的是黑白的。布洛克斯说。化石痕迹含有大量的古代胆固醇 - 高达93% - 表明它是一种动物。周围的海床很小,含量较多的是小麦角质类固醇(ergosteroids),表明绿藻的存在。

这种分析的简单性是这项新研究引人注目的部分原因。"这是解决这个问题的一种非常有创意的方法,"斯坦福大学微生物学家Paula S. Smith说,他没有参与这项研究。宝拉·韦兰德说,"这是以前没有人想到的那种事情。

这种方法应该对理解其他神秘的Edikala生物有很长的路要走,牛津大学的古生物学家和数学家Renee说,他没有参与这项研究。Renee Hoekzema在一封电子邮件中说。她最感兴趣的是对羽毛状叶状形态的化学分析,这可能与Dickinsonia有关,并且是Brocks和他的团队测试的下一个目标之一。

"这是一个激动人心的时刻。"科萨玛说。"经过70年的争论,我们终于开始了解埃迪卡拉生物的神秘本质。

生物标志物可以持续多久?

随着时间的推移,所有的有机物都会分解,胆固醇也不例外。布洛克斯指出。但他解释说,胆固醇腐败的产物非常特殊,"胆固醇的原始骨架"仍然存在于这些分子化石中。

为了更好地了解古代痕迹而研究现代类固醇的生产和功能的维兰德,赞扬了这项工作的残酷性,并指出该团队"真的非常仔细地对待每一个细节"。

当然,在科学界,没有什么是绝对确定的。这项研究基于只有动物产生胆固醇的假设,Willand指出,随着我们对地球上许多生活模式的了解越来越多,这种情况可能会改变。

"有很多不确定性。这是巴勃洛斯基对这些古老生物作品的描述。"但应用生物标志物可以解决很大一部分不确定性。

"有了所有其他信息,真的很难说它不是动物,"他补充说。

那么,狄金索尼亚是第一只动物吗?

虽然科学家们不确定第一种动物出现的确切时间,但古代的痕迹表明它应该在6亿多年前。然而,Dickinsonia的分类直到最近才被确定为有史以来发现的最古老的动物群之一。Kimberella是一种早期的动物,就像mollican一样,可与Dickinsonia相媲美。还有一种物种,如蠕虫,可能留下了一种蜿蜒的化石,称为Helminthoidichnites。

大约5.41亿年前,潮湿,柔软的Edikala生物将世界交给了寒武纪爆发的奇怪生物,披着荆棘和盔甲。

这两种不同的早期生物一起可以帮助我们更好地了解当今世界上旅行,跳跃,飞行,奔跑和摇摆的所有生物。"我们惊叹于生命的多样性以及生物如何适应地球上的不同环境,"Drosser说。但这些是地球上过去十亿年的进化和灭绝......埃迪卡拉生物群是这一切的起源。

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