化石樣本的內(nèi)部、外部結(jié)構(gòu)復(fù)原圖
化石遺跡
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，一組新發(fā)現(xiàn)的古老生物化石將地球上最早的多細(xì)胞生物的出現(xiàn)時(shí)間提前。這些古生物化石有21億年歷史，它們將不僅僅幫助科學(xué)家理解高等生物何時(shí)出現(xiàn)，還有為何出現(xiàn)的問(wèn)題。
由法國(guó)等多國(guó)科學(xué)家組成的研究小組在7月1日出版的英國(guó)《自然》雜志上稱，他們對(duì)來(lái)自加蓬的化石的最新研究發(fā)現(xiàn)，多細(xì)胞生物起源于21億年前。研究團(tuán)隊(duì)由法國(guó)普瓦捷大學(xué)的阿伯德拉扎克·阿爾巴尼教授領(lǐng)導(dǎo)。據(jù)研究人員介紹，地球上最早的生命跡象出現(xiàn)于35億年前，是現(xiàn)存生物中最簡(jiǎn)單的一群。
然而，生命的多樣化過(guò)程實(shí)際上發(fā)生于距今35億年到6億年前的元古代，在此期間出現(xiàn)了真核生物，它們與原核生物的最大不同是擁有細(xì)胞核，而且具有更復(fù)雜的組織和新陳代謝形式。不過(guò)，此前科學(xué)家很少發(fā)現(xiàn)中元古代(距今16億年至10億年前)之前多細(xì)胞生物存在的證據(jù)。
研究團(tuán)隊(duì)于2008年在加蓬的弗朗斯維爾意外發(fā)現(xiàn)了250多個(gè)保存完好的生物化石，并對(duì)其中100多個(gè)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究?？茖W(xué)家對(duì)其周圍沉積物進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果表明，這些化石已有21億年的歷史，是地球上目前已知最早出現(xiàn)的多細(xì)胞體。據(jù)了解這些最早的多細(xì)胞生命體化石呈扁圓盤狀，直徑約為5英寸(12.7厘米)，有扇貝狀外緣和輻射狀條紋——并不能歸屬于任何復(fù)雜單細(xì)胞生物或早期動(dòng)物的范疇。
不過(guò)從任何一方面來(lái)看，這種古老生命體都標(biāo)志著其跨越了一個(gè)重要的演化門檻，并且顯示這一過(guò)渡是由于地球大氣的顯著變化誘發(fā)的。法國(guó)普瓦提埃大學(xué)(University of Poitiers)的古生物學(xué)家阿德拉扎克·阿爾巴尼(Abderrazak El Albani)說(shuō)，“很明顯，多細(xì)胞體的出現(xiàn)和氧氣濃度的增加有關(guān)”。單細(xì)胞生物大約出現(xiàn)于34億年前的“原始湯”(primordial soup)，主要以原核生物形式存在，原核生物是一種無(wú)細(xì)胞核的單細(xì)胞生物，包括細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌。在距今約6億年前的寒武紀(jì)，各種生物以爆炸性的速度涌現(xiàn)，這種現(xiàn)象被古生物學(xué)家稱作“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”。
單細(xì)胞生物出現(xiàn)之后又經(jīng)過(guò)了14億年才出現(xiàn)了最早的多細(xì)胞生命體——卷曲藻(Grypania)。卷曲藻可能是一個(gè)菌落，或者一種真核生物——其包裹在細(xì)胞膜內(nèi)的細(xì)胞功能已經(jīng)出現(xiàn)分化的生物體。無(wú)論卷曲藻屬于何種類型，它是“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”之前已知僅有的幾類復(fù)雜生命體的案例。
此次新發(fā)現(xiàn)的化石使卷曲藻不再顯得那么孤獨(dú)，目前這種新發(fā)現(xiàn)的物種還沒(méi)有命名。它們幾乎生活在同一年代。卷曲藻生活在今天美國(guó)北部地區(qū)，而這一新發(fā)現(xiàn)化石的物種生活在加蓬。這一發(fā)現(xiàn)增加了這樣一種可能性，即多細(xì)胞生命體可能是一種趨勢(shì)，而非是一種偶然，它同時(shí)還暗示了關(guān)于這樣一個(gè)問(wèn)題的答案——為何演化出復(fù)雜生命形式？而不僅僅是何時(shí)演化出這樣的生命形式。
在卷曲藻和這一新發(fā)現(xiàn)物種出現(xiàn)之前僅僅數(shù)百萬(wàn)年，地球剛剛經(jīng)歷了大氧化事件(Great Oxidation Event)。能進(jìn)行光合作用的細(xì)菌的突然出現(xiàn)，徹底改變了地球的大氣，空氣中的氧氣濃度開(kāi)始增加。
“細(xì)菌界正經(jīng)歷氣候歷史中最劇烈的氣候變化時(shí)期”，布里斯托爾大學(xué)的古生物學(xué)家菲力·道納格(Phil Donoghue)和喬納森·安特克里夫(Jonathan Antcliffe)這樣評(píng)論道?！斑@些化石出現(xiàn)的時(shí)間和大氧化事件的時(shí)間完美吻合”，他們還指出海洋化學(xué)成分的變化推動(dòng)了復(fù)雜生命的演化。
細(xì)菌具有化學(xué)信號(hào)系統(tǒng)，許多研究人員現(xiàn)在認(rèn)為它們組成的菌落——由數(shù)百萬(wàn)細(xì)菌組成的群落，直徑達(dá)數(shù)厘米大小——其實(shí)是某種組合生物體，其中每個(gè)單體細(xì)胞都有其各自特定的身體形態(tài)和功能。這一新發(fā)現(xiàn)物種的生長(zhǎng)特征和那些可以進(jìn)行復(fù)雜信號(hào)傳遞以及進(jìn)行協(xié)調(diào)反應(yīng)的多細(xì)胞生命體中發(fā)現(xiàn)的(模型)一致。地球突然變化的氣候環(huán)境可能促進(jìn)了交流的發(fā)展。
“當(dāng)細(xì)菌處于壓力之下，它們就會(huì)進(jìn)行合作”，來(lái)自特拉維夫大學(xué)的生物物理學(xué)家恩舍·本·雅各布說(shuō)，“那些不得不面對(duì)更復(fù)雜外部環(huán)境的(生物體)進(jìn)化成更復(fù)雜的形式”。
“這是在大氣中首次氧氣大爆炸的過(guò)程中首次看到多細(xì)胞生命形成”，阿爾巴尼說(shuō)。他說(shuō)多細(xì)胞生命可能在多處地點(diǎn)演化，只是其化石尚未被發(fā)現(xiàn)而已。
“地球上所有的生命體都不得不作出改變”，本·雅各布說(shuō)。
|
