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  核心提示:来自哈佛大学和麻省理工学院的科学家们宣布他们找到了已知最古老的纤毛虫生物化石,可以追溯到大约7亿年前

  来自哈佛大学和麻省理工学院的科学家们宣布他们找到了已知最古老的纤毛虫生物化石,可以追溯到大约7亿年前

  任何学过高中生物的人都应该听说过纤毛虫。它是一种纤毛纲动物,也是被研究地最彻底的动物种类之一。世界上已知有超过7000种不同的纤毛虫,这是一种非常有特点的微生物:单细胞和纤毛的组合体。在希腊语中,“纤毛”这个词意思是“眼睫毛”,纤毛虫利用这细毛在水里游泳并捕捉猎物。

  现在的海洋中纤毛虫到处都是。然而科学家们并不清楚的一点是:这种生物是从什么时候开始出现在地球上的?这是个棘手的问题,因为这些纤弱的生物,当它们死亡后,其身体一般会在海洋环境中完全分解而不会留下任何化石痕迹,这让科学家们的研究努力困难重重。

  但是现在,来自美国麻省理工学院和哈佛大学的地质学家们终于找到了一些罕见的微生物化石,这些化石记录可以追溯到6.35~7.15亿年前,可能是已知最古老的纤毛虫化石记录。这些化石的年代比先前已知的任何相似化石记录要早至少1亿年左右,研究人员还认为这些化石的发现说明早期地球上出现的生命形式可能要远比我们今天所设想的复杂得多。科学家们还认为这些史前生物可能曾经帮助促发了多细胞生命的出现,乃至于第一种真正意义上“动物”的出现。

  坦扎·波萨克(Tanja Bosak)是麻省理工学院地球,大气和行星科学系教授,她说:“这一时期在这些生物学和化学上的巨大改变导致了动物的出现。我们并不知道这种变化出现的有多迅速,而我们现在则发现了其中具有更大的复杂性。”波萨克和她的同事们将有关这些成果的论文发表在了本周的在线版《地质学》杂志上。

  石岩层

  科研小组是于2008年在蒙古国西南部的岩层中发现这些化石的。当时哈佛大学地质学助理教授弗朗西斯·麦克唐纳德(Francis Macdonald)在蒙古国境内一处遍布冰川沉积物的岩层出露考察。这些冰川沉积物来自地质历史上两次最严重的冰期,即所谓的“雪球地球”时期(6.35~7.15亿年前)。在这一时期中保留下来的化石数量非常稀少,这让古生物学家们非常难以判断在这一时期究竟有些什么样的生物存在于这个恶劣的环境当中。

  麦克唐纳德将这些样本带回了哈佛大学的实验室,在这里波萨克和她的同事们开始细心搜寻样本中可能存在的微体古生物化石。他们将岩石放在酸性溶液中溶化,并在渣滓中搜寻任何一点蛛丝马迹,在显微镜下仔细分辨任何形状似乎有些不寻常的微粒。

  很快他们就从中分检出数百颗具有“特别形状”的小颗粒,外形有点像是微缩版的水瓶,这些化石都被包裹在一个气泡状的结构中。波萨克将这些化石和现代生物结构进行对比,发现这种化石内部结构拥有一个几乎完美的对应体:一种名叫“tintinnids”的纤毛虫。

  有壳动物

  和大多数的纤毛虫不同,tintinnids拥有一个坚硬的瓶状外壳。这种小生物就生活在壳内,通过毛发般纤细的附足伸出去捕捉猎物。而其外部的气泡则是其悬浮机构,帮助它将身体悬浮在水中,而那根纤毛则帮助它在水中游动。

  正是由于它的硬壳结构,tintinnids成了罕见的保留有化石的纤毛虫种类。当绝大部分其他纤毛虫死亡后辈彻底分解,永远消失在历史长河之中不同,它们死后的尸体逐渐沉入海底沉积物中,它们的硬壳结构让它们被保留了下来。波萨克认为这种含碳硬壳尸体的积聚导致了碳的富集,这有助于其后更复杂生命形式的形成。

  波萨克说:“这是一些不易分解的物质,并且它们沉入了海底,这里缺乏氧气,让分解作用更加缓慢。这样的结果便是更多碳的积聚,这些碳元素被困在了海底,于是也就得以让更多的氧气能在大气中出现。”

  大气中氧气含量的上升有助于更复杂的,需要呼吸氧气的生物出现。根据波萨克的说法,地质测年的数据符合理论预期,即这些纤毛虫化石生活的时代正值两次严重冰期的间隙,而在第二次冰期结束后不久,最早的动物胚胎化石就出现在这一时期。

  这种纤毛虫生活在雪球地球时期的事实暗示这一时期可能还有其他微生物在此生活,这样的状况可能为未来更复杂生物的出现搭建好了舞台。波萨克说:“有了这一发现,我们便有理由相信这一时期还存在着其他生物,但是可能它们没有能够留下化石证据。这一发现证明了这一时期所发生的可能远比我们原先想象的要复杂得多。”

  尼古拉斯·巴特菲尔德(Nicholas Butterfield)是英国剑桥大学的古生物学讲座教授认为这一小组的工作提供了确凿的证据证明这些古代生物拥有和现代纤毛虫同类“极其类似”的特征。然而,在他看来这些化石更多的是证明了这种名为tintinnids的纤毛虫的最晚出现时代,因为这种小生物完全有可能早在此之前数亿年便已经在这片海洋中到处飘荡了。

  他说:“不难想象,它们可能只是在这一地质历史时期逐渐开始变得在生态系统中具有举足轻重的地位。它们可能对于海洋的运作起到重要作用,但是没有任何理由认为它们的这种作用是仅仅从这时才开始的。”

  现在,哈佛大学和麻省理工学院的小组正在准备对这一化石进行更加详尽的观察,并将进行相关化学检测以便尝试了解是何种环境引发了硬壳的出现和演化。研究人员还将对各个来自不同岩层的化石个体中的碳含量进行测定,从而确定具体的碳循环方式,以及究竟是出现了何种变化,导致了最古老动物的出现和演化。波萨克说:“这为我们提供了一个机会,首次得以一窥生物演化的历史。这一化石是这种变化的记录者,而这正是我们寻找这些化石的最初目的。”

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channelId 1 1 发现7亿年前最古老的纤毛虫生物化石 1 任何学过高中生物的人都应该听说过纤毛虫。它是一种纤毛纲动物,也是被研究地最彻底的动物种类之一。世界上已知有超过7000种不同的纤毛虫,这是一种非常有特点的微生物:单细胞和纤毛的组合体。