科学家在十亿年前的岩石中发现了早期祖先的失落世界

孟可卿
导读 发现至少 16 亿年前生活在地球水道中的古代生物失落的世界可能会改变我们对最早祖先的理解。这些微观生物被称为原甾醇生物群,属于称为真...

发现至少 16 亿年前生活在地球水道中的古代生物“失落的世界”可能会改变我们对最早祖先的理解。

这些微观生物被称为“原甾醇生物群”,属于称为真核生物的生物家族。真核生物具有复杂的细胞结构,包括被称为细胞“动力源”的线粒体和充当“控制和信息中心”的细胞核。

今天居住在地球上的现代形式的真核生物包括真菌、植物、动物和变形虫等单细胞生物。人类和所有其他有核生物的祖先谱系可以追溯到最后的真核共同祖先 (LECA)。LECA 生活在 12 亿多年前。

发表在《自然》杂志上的原甾醇生物群的发现是由澳大利亚国立大学 (ANU) 的研究人员完成的。据研究人员称,这些生物可能是地球上最早的掠食者。

这些古老的生物在世界各地的海洋生态系统中大量存在,并且可能在地球历史的大部分时间里塑造了生态系统。研究人员说,在任何动物或植物出现之前,原甾醇生物群至少存在了 10 亿年。

“在 16 亿年前的岩石中检测到的原甾醇生物群的分子遗迹似乎是我们自己世系中最古老的遗迹——它们甚至在 LECA 之前就存在了。这些古老的生物在世界各地的海洋生态系统中都很丰富,并且可能在地球历史的大部分时间里塑造了生态系统,”在澳大利亚国立大学完成博士学位、目前在德国不来梅大学工作的本杰明·内特斯海姆博士说。

“现代形式的真核生物在今天是如此强大和占主导地位,以至于研究人员认为它们应该在十亿多年前征服地球上的古老海洋。

“科学家们长期以来一直在寻找这些早期真核生物的化石证据,但它们的实体遗骸极为稀少。地球上古老的海洋似乎主要是一种细菌汤。

“科学家们一直试图解答的早期进化论最大的谜题之一是:为什么我们能力超强的真核祖先没有主宰世界上古老的水道?他们躲在哪里?

“我们的研究颠覆了这一理论。我们表明,原甾醇生物群隐藏在众目睽睽之下,实际上在世界上古老的海洋和湖泊中一直很丰富。科学家们只是不知道如何寻找它们——直到现在。”

来自澳大利亚国立大学的 Jochen Brocks 教授与 Nettersheim 博士一起发现了这一发现,他说原甾醇生物群肯定比细菌更复杂,而且可能更大,尽管尚不清楚它们的样子。

Brocks 教授说:“我们相信它们可能是地球上最早的捕食者,捕食和吞噬细菌。”

根据布洛克斯教授的说法,这些生物从大约 16 亿年前一直繁衍生息到大约 8 亿年前。

地球进化时间轴上这一时期的结束被称为“Tonian 转变”,此时更高级的有核生物(例如真菌和藻类)开始繁盛。但原甾醇生物群灭绝的确切时间尚不清楚。

“Tonian 转变是我们星球历史上最深刻的生态转折点之一,”Brocks 教授说。

“就像恐龙不得不灭绝,以便我们的哺乳动物祖先变得庞大和丰富一样,也许原甾醇生物群不得不在十亿年前消失,以便为现代真核生物腾出空间。”

为了做出这一发现,研究人员研究了在一块有 16 亿年历史的岩石中发现的化石脂肪分子,该岩石形成于现在澳大利亚北领地附近的海底。这些分子拥有一种原始的化学结构,暗示了在 LECA 之前进化并已经灭绝的早期复杂生物的存在。

“如果没有这些分子,我们永远不会知道原甾醇生物群的存在。早期的海洋在很大程度上似乎是一个细菌世界,但我们的新发现表明情况可能并非如此,”Nettersheim 博士说。

Brocks 教授说:“四十年来,科学家们一直忽视这些分子,因为它们不符合典型的分子搜索图像。”

“但是一旦我们知道我们在寻找什么,我们就会发现从世界各地拥有 10 亿年历史的水道中提取的数十块其他岩石也渗出类似的化石分子。”

在接受不来梅大学的职位之前,Nettersheim 博士完成了他在澳大利亚国立大学攻读博士学位期间的分析工作。这项工作涉及来自澳大利亚、法国、德国和的科学家。

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