这片成精的“芭蕉叶”,竟是地球上最古老的动物?

作者: 考古的考拉

来源: 果壳

发布日期: 2018-11-07

埃迪卡拉生物群中的狄更逊水母,一种形似芭蕉叶的生物,通过分子化石证据被确认为地球上最古老的动物之一。这一发现揭示了地球早期生命的多样性和复杂性,同时也提出了关于这些古老生物分类和演化的新的科学问题。

要是哪个电影导演为设计外星生物形象而发愁,那不妨从埃迪卡拉生物群(Ediacaran biota)的化石上找找灵感。这群史前生物存活于5.7~5.4亿年前的海底,而论奇形怪状的程度,它们可能比许多电影还“科幻”得多。为了给埃迪卡拉动物群的诸多奇异生物化石分类、认种,科学家们已经用上了半个多世纪的光阴。其中,给一种像芭蕉叶子一样、圆圆扁扁的生物进行分类最伤脑筋。

它的名字,叫做狄更逊水母(Dickinsonia)。科学家对狄更逊水母的分门别类一直在争论,人们甚至搞不清楚它到底是真菌还是动物。直到近期,一项发表在《科学》(Science)上的最新研究通过分子化石证据表明:这片“芭蕉叶”,竟然是目前人类已知的、最古老的动物之一。

如果把生物进化比作演出,那么第一个盛大开场的节目肯定要数 “寒武纪生命大爆发”了。

5亿年前的寒武纪生物能为人熟知,是因为绝大多数动物的祖先就是那时候诞生的。其实,早在寒武纪之前,地球上就已经出现了年代更加古老的埃迪卡拉生物群(距今5.7~5.4亿年前)。埃迪卡拉生物群最初被发现于上世纪六十年代,澳大利亚南部的埃迪卡拉山石英砂岩中。其包含的生物种类极其丰富,从细菌、真菌,到动物全都有。只可惜,这些生物很多是“昙花一现”,出现得快,灭绝得也快,只有极少的生物门类演化至今。

所以,它就像是寒武纪节目开演之前的一场排练。虽是排练,但它们在进化史上依然具有非凡的意义。对科学家而言,如果可以清楚辨识该生物群的成员分类,那我们就能知道,寒武纪生物的祖先是不是早在埃迪卡拉生物群中就已经“粉墨登场”了?

狄更逊水母之谜:我叫水母,但绝对不是拌凉菜的那种。正如我们前文所说,埃迪卡拉生物群中的狄更逊水母也遇到了着同样的难题。

有人认为它们是一种真菌,或是单细胞原生生物,也有科学家将其视为一种极其古老的海洋动物。其实,“水母”只是它在国内常用的汉语名称而已,它们和今天能凉拌黄瓜、吃起来咯吱脆的水母可不是一回事!在其拉丁文学名Dickinsonia中并无“水母”之含义,并且也有学者主张将它翻译为狄更逊蠕虫。就形态而言,目前我们只知道它两侧对称,有着分节的身体和一条纵贯躯体的中心轴,形似一个表面纹理呈肋状的椭圆盘。

仅凭这些信息,科学家们只能对其分类位置进行有限的推测,并且还陷入了旷日持久的争论之中。

分子化石如何为我们解答问题。所谓分子化石,是指化石中残存的DNA、蛋白质等肉眼看不到的化学物质,它们往往能给古生物研究提供意想不到的珍贵信息。而这一次,来自澳大利亚、俄罗斯等国的科学家团队则把目光瞄准了狄更逊水母的脂质残存物。研究者分析了俄罗斯白海地区出土的狄更逊水母化石,它有着稳定的沉积环境,保存状况良好。

即使历经5亿余年沧桑之变,仍然能让我们捕捉到其中残存的油脂物质特异信号。原来,真核生物与其他类型的生命形式(如细菌)相比,最大的不同就在于细胞膜的结构。真核细胞膜受到一种称为固醇的高油酸酯强化,从而增强了细胞膜的刚性,使之在极端条件下,依旧能保持细胞的完整性。在地球上,只有真核生物能制造这种含固醇的油脂分子。所以,只要是在岩石中发现了这样的化学信号,就能证明真核生物曾经活生生地存在过。

果不其然,研究者在狄更逊水母的化石中检测到了固醇残留物的信号,说明其确实是一种真核生物。但仅仅如此还不够,我们还得说明狄更逊水母是动物还是原生生物。

考虑到狄更逊水母的久远年代(距今至少有5.58亿年),人们在一番比较后认为,狄更逊水母是迄今为止有记录的、地球上最古老的动物之一。不过,狄更逊水母的故事到这里还是没有讲完。

分子化石能告知的信息仍然有限,我们依旧不知它们究竟该放到哪一个动物门类中,又是否应当新建立一个门类。和大多数埃迪卡拉生物群的动物一样,狄更逊水母在繁盛了上千万年后最终灭绝。而在走向灭绝之前,这种美妙又奇异的生物有无可能进化出了新的形态,继续存留世间,而今天地球的某个角落有无可能繁衍着它们的遥远后代呢?就姑且留着这些问题,继续让科学家们去继续探秘吧。

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