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長(zhǎng)得像煎餅的狄更遜水母,刷新最古老動(dòng)物記錄

2018/9/28 6:35:14 來(lái)源:網(wǎng)易科技 作者:翟中超 責(zé)編:騎士

大約在5.58億年前,一種長(zhǎng)相奇怪的東西死在了古代海洋的海底上。這種東西體長(zhǎng)約5厘米,呈橢圓狀,其中部有一條線,連接這條線的左右有對(duì)稱的“肋骨”。死亡之后,這種東西很快就被沉積物埋了起來(lái),并逐漸變成了化石。

圖注:狄更遜化石。(圖/伊利婭·波布羅夫斯基/澳大利亞國(guó)立大學(xué))

周?chē)氖澜绨l(fā)生了變化,而這個(gè)東西變成化石后就一直保持到今天。在版塊分裂移動(dòng)之前,地球上的陸地版塊是一個(gè)合并的超級(jí)大陸。在海洋中,生命迎來(lái)爆發(fā)。地球上首次出現(xiàn)了一些長(zhǎng)有眼睛、嘴巴和硬殼的生物。一些最早的生命開(kāi)始向陸地進(jìn)發(fā),先是在苔蘚地衣處出現(xiàn),然后又在巨大的森林中活躍。昆蟲(chóng)先是在地上爬,然后長(zhǎng)出翅膀,出現(xiàn)在天空中。恐龍帝國(guó)經(jīng)歷了崛起與衰落。哺乳動(dòng)物最終接管了地球,而哺乳動(dòng)物中的人類(lèi)尤為強(qiáng)盛。其中,一個(gè)名叫伊利婭·波布羅夫斯基(Ilya Bobrovskiy)的人在自己的休息處發(fā)掘出了上文中提到的肋狀橢圓形化石。

所有的研究人員都表示,5.58億年是一段非常長(zhǎng)的時(shí)間。

盡管時(shí)間歷程非常之久,但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種橢圓形生物的細(xì)胞內(nèi)仍然存留著許多簡(jiǎn)單的分子!澳大利亞國(guó)立大學(xué)的地球化學(xué)家波布羅夫斯基對(duì)這些分子進(jìn)行分離、測(cè)量和鑒定??茖W(xué)家最終提供確鑿的證據(jù)表明這個(gè)生物是個(gè)動(dòng)物,盡管外表非常奇特。更具體地說(shuō),這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的動(dòng)物,這種動(dòng)物的名字就叫做狄更遜水母(Dickinsonia)。

圖注:古老的化石。(圖/伊利婭·波布羅夫斯基/澳大利亞國(guó)立大學(xué))

狄更遜水母最早發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)40年代,這種動(dòng)物是埃迪卡拉生物群中最具代表性的成員,而埃迪卡拉生物群則是存在于5.41億年前至5.7億年前的一群神秘的軟體生物。在一個(gè)被微生物控制的世界里,這些軟體生物是地球上已知最早的大型、復(fù)雜生物體。人的肉眼可以看到這些生物,而這些生物甚至還長(zhǎng)有眼睛。

但這些生物究竟是什么?有些看上去像是大大的葉子。還有另外一些我們今天已經(jīng)了解的生物體,一位科學(xué)家將之描述為“奇怪的像是天外來(lái)客,但是相對(duì)來(lái)說(shuō)更容易研究?!币恍┕派飳W(xué)家,包括狄更遜水母最初的發(fā)現(xiàn)者,將這些生物歸類(lèi)為動(dòng)物,將之視為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時(shí)期出現(xiàn)的更常見(jiàn)的生命形式的前體。另一些學(xué)者則將之視為類(lèi)似單細(xì)胞變形蟲(chóng)的巨型版原生生物、地衣、菌落,甚至將其當(dāng)做一個(gè)完全滅絕了的生命界,這里的界是生物學(xué)分類(lèi)中的專(zhuān)業(yè)詞。

波布羅夫斯基最近提出了一種解決這些爭(zhēng)論的新方法。在顯微鏡下觀察埃迪卡拉生物化石時(shí),波布羅夫斯基發(fā)現(xiàn)有區(qū)別性的深色組成體。這明顯是有機(jī)化合物在其“主人”身體腐爛后遺留下的特征。在生物死亡后,像脫氧核糖核酸(DNA)和蛋白質(zhì)這樣大而復(fù)雜的分子不會(huì)存活多長(zhǎng)時(shí)間,但更小更穩(wěn)定的分子則能存活很長(zhǎng)時(shí)間。如果波布羅夫斯基能恢復(fù)這些小分子,那么他就可以尋找到能區(qū)分動(dòng)物與其他細(xì)菌和生物界的獨(dú)特化學(xué)特征?!拔业恼撐膶?dǎo)師約亨·布羅克斯(Jochen Brocks)說(shuō)我們可以試一試,但他又總是確信這是個(gè)愚蠢的想法,”波布羅夫斯基說(shuō)道?!吧踔吝B我也認(rèn)為會(huì)失敗,但最后并未失敗?!?/p>

波布羅夫斯基從俄羅斯白海邊緣一個(gè)叫做Lyamtsa的地方挖出了8個(gè)新的狄更遜化石。波布羅夫斯基利用溶劑從這些標(biāo)本中提取出一些有機(jī)分子,然后識(shí)別出提取物中所有的化學(xué)成分。波布羅夫斯基在尋找一個(gè)特定群體的痕跡,這個(gè)群體就是類(lèi)固醇。

一提類(lèi)固醇,人們往往想到的是有助提高比賽成績(jī)的違禁藥品,或者是增加肌肉的補(bǔ)充物,但類(lèi)固醇還有更廣的含義。這里的類(lèi)固醇指的是在所有復(fù)雜生物包括動(dòng)物、原生生物和真菌的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)。這些類(lèi)固醇有不同的種類(lèi),不同的類(lèi)固醇又是不同生物群的鑒別指標(biāo)。

比如說(shuō),波布羅夫斯基發(fā)現(xiàn)狄更遜化石周?chē)恼惩梁蜕皫r沉積物有著富含類(lèi)固醇的特征,具體來(lái)說(shuō)暗示著是綠藻。對(duì)比之下,狄更遜化石中的類(lèi)固醇幾乎全是膽固醇沉著物。這就排除了狄更遜是地衣或原生生物的可能性,因?yàn)榈腋d中含有非常不同的類(lèi)固醇混合物。這還排除了是菌落的可能性,因?yàn)樗鼈兏揪筒粫?huì)產(chǎn)生類(lèi)固醇。事實(shí)上,只有一組生物體會(huì)產(chǎn)生膽固醇,那就是動(dòng)物。因此,狄更遜和我們是一類(lèi)。

“我還希望狄更遜是其他奇怪陌生的東西,但現(xiàn)在唯一可能的解釋就是動(dòng)物,”波布羅夫斯基說(shuō)道。

“埃迪卡拉生物群究竟是復(fù)雜動(dòng)物主導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)的前奏,還是一項(xiàng)失敗的進(jìn)化嘗試?搞清這個(gè)問(wèn)題,對(duì)理解地球上生物復(fù)雜性的出現(xiàn)很有必要,”耶魯大學(xué)的利迪亞·塔爾汗(Lidya Tarhan)說(shuō)道。波布羅夫斯基的研究并不能完全解決這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)樵撗芯坎⒉荒苷f(shuō)名狄更遜是任何可辨認(rèn)動(dòng)物的先驅(qū),也不能說(shuō)明其是一個(gè)已滅絕的群體的一部分。但該研究確實(shí)表明,動(dòng)物王國(guó)的根比許多科學(xué)家了解的要深。

“這是一項(xiàng)很好研究,”英國(guó)劍橋大學(xué)研究埃迪卡拉生物群的卡西爾(Jennifer Hoyal Cuthill)說(shuō)道。“這些動(dòng)物的生物分子存活了超過(guò)5億年并由科學(xué)家揭示出它們的秘密,這真是太棒了?!?/p>

同樣在劍橋大學(xué)工作的亞歷山大(Alexander Liu)補(bǔ)充說(shuō)道提取這類(lèi)分子“在幾年前是難以想象的”。這些分子能為其他調(diào)查生物體如何生長(zhǎng)和發(fā)育的研究提供證據(jù)支持?!艾F(xiàn)在,我認(rèn)為有非常強(qiáng)有力的證據(jù)表明狄更遜是一種動(dòng)物,”亞歷山大說(shuō)道。

“這種方法能否應(yīng)用于埃迪卡拉生物群中和此前狄更遜同樣身份待定的成員的身上嗎?這種設(shè)想令人期待與激動(dòng)。如果可以的話,我們就能開(kāi)始重新構(gòu)建埃迪卡拉生物群,”塔爾汗補(bǔ)充道。并不是生物群中的每個(gè)成員都會(huì)是動(dòng)物。比如說(shuō),在波布羅夫斯基研究狄更遜之前,他在另一個(gè)不同與狄更遜的、被稱為Beltanelliformis的化石上試驗(yàn)了他的技術(shù),并且結(jié)果顯示這種圓形、直徑1.27厘米的東西是菌落。

“埃迪卡拉生物群中的其他組成是什么?這是一個(gè)非常開(kāi)放的問(wèn)題,”波布羅夫斯基說(shuō)道?!八鼈?nèi)匀挥锌赡苁瞧渌魏螙|西?!钡P(guān)鍵在于,研究人員能否確定這些東西究竟是什么。埃迪卡拉生物群的神秘性保持了很長(zhǎng)時(shí)間了,現(xiàn)在看來(lái),我們也許不需要多久就能解開(kāi)這些秘密。這是一個(gè)謎題,是一個(gè)有答案的謎題,是一個(gè)可以找到答案的謎題。

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