
根據化石可能是地球上動物生命的最古老的例子,那片海綿懸掛在淋浴中的海綿可能能夠將其進化譜系追溯到近十億年前。
在加拿大西北地區發現了可能是古代海綿的8.9億年曆史的化石,它們的微小和細膩的分支卷鬚是肉眼看不見的。但在一個顯微鏡,保存的有機組織揭示了一種類似網狀的結構,與現代沐浴海綿中的骨骼纖維的結構非常相似,後者是一種柔軟的海綿基的一部分,稱為角蛋白脫糖,或角質海綿。
古生物學家已經認為海綿是最早的動物生命形式的好候選者。根據一項新研究,如果這種分析是正確的,加拿大化石確實代表了古代海綿,則它們將早於已知的最古老的海綿化石大約3.5億年。
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作者伊麗莎白·特納(Elizabeth Turner)是加拿大安大略省勞倫尼亞大學的碳酸鹽沉積學和無脊椎動物古生物學教授,首先註意到1990年代初的怪異化石,同時研究了古代cyanobacteria建造的大型化石礁的樣品,她告訴現場科學。
特納說,當她凝視著岩石薄片時,她看到了一些樣品中的東西“比藍細菌複雜得多。” “我認為它看起來有點像一些來自年輕岩石的海綿化石。”
但是海綿並不是當時的研究重點,因此她暫時擱置了奇特的化石,直到幾年後,她回到該地區收集了其他樣品。到那時,其他科學家已經發表了對化石海綿骨骼的描述,這加劇了特納對她不尋常發現的懷疑。
特納說:“如果從顯微鏡上看化石海綿的物體,它具有這種特徵性的微觀結構,在現代角膜脫糖的脫氧劑中,它被描述和表徵並完全與海綿蛋白[一種膠原蛋白]骨架相關。” “這是與我擁有的相同結構。”她在7月28日在《雜誌》上發表的一項研究中描述了化石自然。
在化石藍細菌礁中找到海綿化石很有意義,因為這樣的礁石會產生很多氧。 Turner解釋說,即使海綿無法與藍細菌競爭海底上的位置,他們也很可能定居在礁石的一部分中,在那裡他們可以從中獲得“氧氣工廠”的好處。藍細菌還可以為海綿提供食物,並用細胞壁上的多醣滋養牠們,並用營養豐富的“懸浮鼻涕”使礁周圍的水充滿了水。
特納說:“有很多充分的理由為什麼海綿可能生活在我發現這些假定的化石海綿的確切環境中。”
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化石的分支卷鬚有些類似於古代真菌的捲須,這可以在今年早些時候描述的化石中看到,代表了土地真菌的最古老的證據,可追溯到6.35億年前現場科學在一月份報導。但是,特納(Turner)排除了新發現的化石的真菌身份,因為在化石和現代海綿中的海綿中的纖維在三維網絡中分支和重新加入。特納解釋說,這使它們與真菌分支明顯不同,真菌分支以直角彼此相連。
“她發現的是這種類型的角化海綿非常具體的,”德國戈丁市喬治 - 奧格斯 - 大學地球科學中心教授約阿希姆·賴特納(Joachim Reitner)告訴《現場科學》。
回顧自然研究的雷特納說:“我們稱之為海綿蛋白的材料是一種複雜的蛋白質化合物;它非常抵抗微生物降解。”他說:“這就是為什麼我們在化石記錄中擁有這些海綿蛋白纖維網絡的原因。這種類型的網絡是海綿的特徵 - 您可以根據海綿蛋白網絡對海綿的類型進行分類。沒有其他生物會這樣做。”
最早的動物
動物生命何時出現在地球上?在大約5.8億年前,幾乎沒有動物的物理證據 - 但這並不意味著它們不存在,因為柔軟的動物通常無法很好地化石。
被認為是動物獨有的保存分子或生物標誌物是古代動物生活的線索之一。 2018年,膽固醇的痕跡可追溯到5.58億年前狄金森尼亞作為動物,現場科學報導那年。
十多年前,科學家發現了看起來像是脂肪化合物或固醇的化石痕跡,從古老的海綿可追溯到6.35億年前,似乎代表了最古老的動物例子。但是,在2020年發表的兩項研究中,研究人員重新審視了這一主張,發現2009年所描述的固醇可能是由於衰減藻類而不是動物而不是由動物而產生的。現場科學先前報導。
“一個重要的發現”
當物理化石稀缺時,研究地球進化過去的科學家經常轉向分子時鐘,多恩塞夫南加州大學地球科學教授戴維·伯特傑(David Bottjer)告訴Live Science。
通過評估差異脫氧核糖核酸現代生物,以及突變速率,分子時鐘方法可以估算給定組中的動物何時可能首先具有進化不參與新研究的Bottjer說。根據這種方法,特納在研究中寫道,根據這種方法,有機體的出現比化石記錄所代表的更古老,而新發現支持結論。
特納說:“如果我對這種材料的解釋是正確的,那麼動物就在傳統動物化石出現之前就出現了 - 它們的史前歷史很長。”
最古老的“無可爭議的”海綿化石是礦化的香料,這是許多類型的海綿中發現的尖式結構。 4月,另一支研究人員描述了大約5.35億年曆史的Spicule化石,可追溯到寒武紀時期(5.43億至4.9億年前) - 地質社會雜誌。但是長期以來,分子鐘方法表明,海綿比這大得多,特納的研究提供了第一個物理證據,證明了真正古老的海綿的可能性。儘管Spicules是海綿的最常見的化石標誌物,但許多現代海綿沒有Spicules,並且發現可能是8.9億年前的海綿,其特質是“重要的發現”。
他補充說:“這是坎布里安先古生物學的一個很好的例子,以不同的方式尋找事物。” “我認為這是一項高質量的研究,值得認真對待。”
最初發表在現場科學上。