人類遠祖可追溯到5.35億年前皺囊動物,只有1毫米大小

2020-12-27 澎湃新聞

西北大學研究表明:目前人類遠祖可追溯到5.35億年前的皺囊動物,它有一張圓圓的大嘴,無肛門,廢物要從身上的排水鰓孔排出。

>>科普一下

整個動物界劃分為三個亞界,分別是低等的基礎動物亞界,原口動物和後口動物亞界。

對於食物養分以及自身代謝物,基礎動物口和肛門合一,是同一個口進同一個口出,原口動物是前口進,後口出,而後口動物則是後口進,前口出。

原口動物和後口動物主要區分界定的依據就是口與肛門的顛倒。這次發現的小東西,重點就是在它身上發現了被認為是鰓裂構造雛形的成對排水鰓孔,由此認定它就是後口動物。

隱生宙和顯生宙是學界對地質時代的劃分,就好比不同的朝代,隱生宙在5.4億年前,動物還是微型化;到了顯生宙,動物個體開始越來越大。

宏化就是指在生命演化中動物個體變大,以致肉眼可辨的過程。

「我是誰?我從哪裡來?」這個看似最簡單的問題,對西北大學早期生命研究團隊來說卻是一個需要不斷努力和突破的命題。

1月30日,全球最有名望的科學雜誌之一的英國《自然》雜誌上發表了西北大學早期生命研究團隊等單位關於寒武紀大爆發研究的又一重要成果:人類遠祖可追溯到5.35億年前的皺囊動物,這個只有1毫米大小、卻有著一張大嘴的橢圓形動物,是目前發現的最早、最小的人類祖先。

這個遠祖

長得像個橢圓的泳帽

西北大學早期生命研究團隊是在化石中找到人類這個遠祖的。

它是一個小東西,只有1毫米大小,長得像一個橢圓的泳帽,有一張圓圓的大嘴,體表長著4對體錐,卻沒有肛門,吃了東西後,廢物要從長在身側成對的排水鰓孔排出。

該研究項目成員、西北大學地質系研究員韓健在接受華商報記者採訪中表示,這個圓咕隆咚的小東西,就是目前發現的最早、最小的人類祖先,距今大約5.35億年。隨著時間發展,這個小型祖先慢慢長大,幾百萬年以後,長成了小蟲子,接著又有了有脊椎有頭腦的魚,再經過5億多年,才有了古猿、人類。

據了解,西北大學早期生命研究團隊早在1994年就開始了對澄江動物群5.2億年的早期生物演化研究,發現了包括天下第一魚和古蟲動物門在內的多門類後口動物之後,於2006年開始通過對微體生物化石的研究,致力於尋找人類更早的祖先。2014年3月,他們在陝南5.35億年寬川鋪微型動物化石中發現第一枚皺囊動物的標本。

「開始並不認識,也沒太注意。」韓健介紹,直到2015年11月,他們又發現了五六枚同樣的化石標本,這才有了較清晰的思路。通過對這些化石的研究分析,最後發現了已知最原始的後口動物——冠狀皺囊動物,也就是上面說的橢球形小東西。而按照學界的理論,人類是後口動物大家族中的一員,因此,這個小東西也就是人類最古老的遠祖了。

發現的皺囊動物

無疑是人類「微型祖先」

中科院院士、西北大學教授舒德幹粗略地講了一遍如何找見這小東西的大概過程。韓健等人採回來的化石先經醋酸浸泡,其中的圍巖成分會分解,這樣藏在石頭中的小東西的軟殼就留下來。通過顯微電鏡、顯微CT等技術對這些軟殼進行觀察、分析,再對因擠壓已變得扁平的外形進行復原,這樣就看到了最後發現的橢球形的小精靈。

「別小看這個小東西,它把「人類從哪兒來」的認知又往前推進了一步。」舒德幹表示,該發現的意義在於它很可能代表著後口動物亞界的一個根,從而與創造鰓裂構造雛形的「微型」人類遠祖密切相關。

此前,還是西北大學早期生命研究團隊在雲南澄江動物化石群中發現的「天下第一魚——昆明魚目」,已將後口動物演化至「釐米級」大小,代表著剛剛創造出頭腦和原始脊椎的人類祖先,而此次發現的皺囊動物是「毫米級」,無疑是更古老、更原始的人類「微型祖先」。

「按照古生物進化理論,生物是由小往大進化,越小意味著越處於進化的底端。」舒德幹表示,這一發現,不僅對人類早期祖先的認知在大小上從「釐米級」推進至「毫米級」,在時間上也由距今5.2億年前推至5.35億年前的顯生宙最早期。

人類祖先經歷了無數次演化創新

此前,科學界已有共識,地球上所有動物共同構成了在親緣上彼此關聯的動物界或動物譜系樹。動物界中數以億計的古今成員依其譜系演化關係可以歸併為基礎動物、原口動物、後口動物三個亞界。其中,人類是後口動物亞界的一員,其起源演化一直為學術界特別關注。

「在6億年前地球上還沒有動物,之後是多細胞的微小生物,再進化才有了低等動物。」舒德幹說,一百多年前,達爾文第一次在《人類的由來》中提出「人類源出於低等動物」,近6億年來,人類祖先經由動物譜系樹的基幹到主枝到分枝再到細枝一級一級分化而來,其間經歷了無數大大小小的演化創新。

藉助生物學和古生物學信息構建動物譜系樹並探尋其起源,是理清人類遠古祖先演化脈絡的前提。2008年,舒德幹構建了最早的動物譜系樹,他的研究團隊2016年還以「地球動物樹成型」研究獲得了國家自然科學獎。

「數百萬年來,人類近祖從古猿進化到現代人類,在基因組和形態學僅僅經歷了一些小修小補的改良,而人類遠祖在進化上的裡程碑式創新則主要發生在5億多年前的寒武紀大爆發。」舒德幹說,寒武紀大爆發形成的脊椎動物、頭索動物、棘皮動物等都是後口動物的早期原始代表,而人類也是後口動物亞界的一員,這些重要發現為人們探索早期遠祖的來龍去脈提供了基礎證據。

還有比「毫米級」更小、更遠的祖先嗎?

舒德幹舉例說明人類的演進過程。比如,現代人類之所以能夠直立行走,就得益於脊椎的支撐,而之所以成為「萬物之靈」,全憑其聰明的大腦;又比如,人類胚胎發育早期鰓裂殘跡暗示著,其遠祖一定經歷過行使鰓裂功能階段,而正是鰓裂的創新,才引發了動物界在取食和呼吸上的新陳代謝重大革命,該團隊發現的古蟲動物門親身經歷了這一裡程碑革命。

「澄江動物群發現後,我們就在思考,是否還有比其更古老更原始的根底類群?韓健在陝南寬川鋪動物群的新發現,給了這個問題一個肯定的答案。」舒德幹說,動物演化邏輯已告訴人們,澄江「釐米級」動物必然源自更古老的「毫米級」微型祖先,而寬川鋪動物化石群中發現的皺囊動物,讓這些微型後口動物始祖顯出廬山真面目。「如果將澄江動物群中的後口動物大爆發比作一掛鞭炮燃起的話,此次寬川鋪動物群中『皺囊動物』的發現,相當於找到了這掛鞭炮的引線。」

「對生物起源和演化的探索是永無止境的,以後還會尋找比『毫米級』更小、更遠的祖先。」韓健表示,要回答人類從哪裡來,世界上數以千億的各種生物從哪裡來,目前只是推進了一步,追溯到最原始的根源可能還有很長的距離,而隨著科學技術的進步和研發手段的豐富,肯定會距離那個終點(會)越來越近。

(原題為《人類祖先從「釐米」推至「毫米」》)

相關焦點

  • 這是我們5億年前的祖先 別看它一毫米 它的口這麼大 | 檀閒篇
    就是這樣的一個途徑,從這個微小的動物,我們把它叫皺囊蟲,然後經過古蟲動物類似的有鰓裂的東西,它有肛門了,然後就長出頭來了,最後才誕生了人類,整個故事就完整了。各位朋友們,大家下午好。我是西北大學的教師舒德幹,我今年已經過古稀了。今天向大家分享的題目是5億多年前的人類遠祖。有人說老頭頭腦發昏了,北京猿人才不到50萬年,再古老非洲南方古猿也只有三四百萬年。
  • 5億年前人類最古老的祖先原來是它
    這意味著,在5.2億年,澄江動物群就有了三分動物樹,這也是100多年來國際古生物學和進化生物學取得的重大突破。儘管成果斐然,但我們更想知道的是,在5.2億年前的5.4億年、5.6億年,地球上的生物又是什麼情況?
  • 5億年前人類最古老的祖先原來是它 | 舒德幹院士
    道金斯推測,40億年前,人類祖先的祖先不過是一個很小的單細胞,從那時到現在,人類一共經過了40「代」。道金斯給出的證據是分子遺傳學的間接證據。有意思的是,書中還引用了一些直接證據,其中特別提到了我們的「天下第一魚」,它非常接近5億多年前人類的第18「代」祖先。當然,無論生命科學如何發展,所有這一切都是從達爾文開始的,他的貢獻非同凡響。
  • 1億年前動物怎麼「造娃」?琥珀中巨型精子告訴你答案
    本文轉自【科技日報】;中、德、英三國古生物學者在1億年前的白堊紀緬甸琥珀中,發現了迄今最早的動物精子,將相關化石記錄時間提前了約5000萬年。 動物最早的精子什麼樣?一種動物為何上億年來保持同一種交配方式?看起來小不點的傢伙,為何擁有巨型精子?
  • 古生物學家發現1億年前的動物精子 來自一類水生甲殼動物
    記者17日從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉,中、德、英三國古生物學者最近在1億年前的白堊紀緬甸琥珀中,發現了早期動物的精子。這是迄今人類發現的最早的動物精子,將相關化石記錄時間前推了約5000萬年。
  • 1毫米大小黑洞來到地球毀滅過程會是怎樣的?
    1毫米大小的黑洞,一般是指其史瓦西半徑半徑1毫米。黑洞質量雖然都集中在奇點上,但由於奇點是沒有大小的,科學的描述為體積無限小,密度無限大,曲率無限高,溫度無限高。不管黑洞質量多大,奇點都是無限小的。黑洞是極端天體,是天體食物鏈的頂端,黑洞通吃任何一切天體,因此再小的黑洞來到地球,地球只有被吃掉的後果。但黑洞吃東西並不像前面一些朋友描述的,會那麼的迅速和轟轟烈烈,黑洞吃東西的速度也是與其質量成正比的。這個大小為1毫米的黑洞,這裡就把他理解為史瓦西半徑為1毫米吧。
  • 這個6億年前的小不點化石,竟為揭開動物起源之謎提供重要線索
    科技日報記者 張曄動物是如何起源的?這是長久以來困擾古生物學家和演化生物學家的重要科學問題。6億年前的貴州甕安生物群中,有許多小不點化石,肉眼幾乎難以看見,其中有一類胚胎狀化石表面上長有奇怪的螺旋狀線圈,這到底是一種什麼樣的生物?
  • 「抽菸」證據可追溯到地球上某些最早的生命,距今已有35億年
    科學家們說,在地球形成後僅十億年,微生物生命就已經蓬勃發展。研究人員在一份聲明中說,對保存在澳大利亞最古老的巖石中的有機物痕跡進行分析後發現,這是35億年前微生物生命的「完美快照」 。主要研究作者拉斐爾·鮑姆加特納(Raphael Baumgartner)說,由於疊層石已經暴露了數十億年,風化造成了沉重的代價,擦除了可能將疊層石與曾經生活的生物聯繫起來的化學信息。澳大利亞新南威爾斯大學(UNSW)的科學專業。
  • 5.5億年前小蟲寫下「遺書」,揭開寒武紀前生物神秘面紗
    中國科學院南京地質古生物研究所和維吉尼亞理工大學的研究者們,就在湖北省宜昌市夷陵地區發現了一批5億年前生物留下的珍貴化石。他們不僅發現了「遺書」,還找到了安息在旁的「遺書主人」—— 夷陵蟲。更重要的是,它是目前已知寒武紀之前發現的唯一的身體分節、具有運動能力並可以形成連續的遺蹟的兩側對稱動物,這次發現也完美印證了一個20世紀關於這一時期動物的假說。這項研究剛剛登上了本周(2019年9月5日)的《自然》雜誌[1]。
  • 科學家發現1億年前的精子,長度驚人還刷新了一項記錄
    前不久,中科院南京地質古生物研究所聯合德國和英國的科學家在一枚緬甸化石中發現了迄今為止最古老的動物精子化石,可以追溯到一億年前的白堊紀中期。一個巨型精子能有多長?這團精子的長度至少有0.2毫米,約為這隻雌性介形蟲體長的三分之一。如果放大到人類的比例,就相當於一個人精子的長度達到57釐米,和一隻成年的美國短毛貓差不多大。
  • 在兩釐米的小世界裡,發現0.2毫米長精子,封存1億年後被專家圍觀
    由於這個小世界幾乎是透明的,裡面又密封得那麼完好,因此我們可以清晰地看到裡面生物的任何細節,薄薄的翅膀,凹凸不平的外殼,看起來就像是活著一樣,無法讓人相信它們已經死了1億年了。無可奈何,它們只好在這個小世界裡面安然地封存1億年,成為了最具研究價值的自然遺產,被無數個拿著放大鏡的科研人員一起圍觀,迫切地想知道1億年前的生物到底長啥樣子,和現在的同類生物有何差異?
  • 6億年前的「奇怪」化石,為揭開動物起源之謎提供重要新線索
    現代快報訊(記者 阿里亞/文 顧煒/攝)動物究竟是如何起源的?這一直都是一個謎。在6億年前的貴州甕安生物群中,保存了一類名叫「旋孔蟲」的胚胎狀化石,表面上長有奇怪的螺旋狀線圈。這到底是一種什麼樣的生物?長期以來,這類化石的生物學屬性充滿爭議。
  • 科學家在緬甸琥珀中發現世界最古老動物精子,距今1億年
    一組古生物學家發現了迄今世界上最古老的動物精子,這些精子1億年前被永久保存在緬甸琥珀中的介形蟲體內。其大小可達介形蟲整個體長的三分之一,被稱為「巨型精子」。研究人員表示,介形蟲是一類具有雙瓣殼的水生微型甲殼類動物,在地球上已經生存了近5億年,今天在許多海洋中都可以找到。地層中保存其雙瓣殼的化石非常豐富,但是其軟體部分通常不易保存。研究人員發現這枚產於白堊紀緬甸琥珀中包裹了39個介形蟲化石標本,包括雄性、雌性和幼蟲,以前所未有的細節保存了它們的生殖器官。白堊紀時期在大約1.45億年至6600萬年前。
  • 科學家發現1億年前精子,佔體長的三分之一,相當於人的57釐米!
    根據鑑定,這些精子可以追溯到1億年前的白堊紀中期,和恐龍是處於同一時期的。 其中一隻雌性的精神形成剛剛完成了一次交配的過程,在它的體內發現了一顆巨型精子,在顯微鏡下它看起來就像是一團毛線一樣,在經過測量後,科學家認為這團精子的長度至少有0.2毫米。0.2毫米相信很多人都嗤之以鼻,但是它卻佔據了介形蟲體長的1/3,如果按照這樣的大小比例放在人類的身上,那麼這個精子的大小大約在57釐米左右。可想而知這顆精子有多麼大了。
  • 40億年前的一個細胞,是怎樣演化成了如今的人類?
    而luca出現在距今38億年前。最早的細菌都屬於原核生物,也就是沒有成型的細胞核,具有成型的細胞核的生物被稱為真核生物,人類就屬於真核生物,而最早的真核生物出現在距今14億年前,所以在14億年前,人類的祖先是一個真核生物。
  • 3.6億年前滅絕的一種魚,有一支變成了人類
    我們如果單看脊椎動物,又能看到這棵樹最底部的無頜類,然後到原始的魚類,又到兩棲類、爬行類、鳥類、猿類,最後到我們人類。面對這麼一棵生命演化的樹,我們古生物學家、生物學家在過去一百多年裡所做的工作,就是把這棵樹進一步細化。這是遠古魚類的登陸之途。我們說從魚到人,這個生物演化的過程不是一蹴而就的,它歷時長達5億多年。
  • 距今1.25億年;高7毫米、寬7毫米;花蕊、花柱、花被片俱全
    這朵花距今1.25億年,高7毫米,寬7毫米,2009年,中科院南京地質古生物研究所研究員王鑫和瀋陽地調中心研究員鄭少林發現了它的化石,並且給它取了一個好聽的名字:迪拉麗花。麗花是它的屬名,迪拉是它的種名。  近日,由國際權威研究機構國際物種開發研究所編撰的《地球新物種百傑》出版,收錄了地球上新發現的100個最神奇的物種,「迪拉麗花」入選其中。
  • 全球十大最古老動物 蝌蚪蝦存活2.2億年
    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp5月12日消息,全球十大最古老動物,蝌蚪蝦存活2.2億年。很多動物們都在歷史的歲月中消失,這是歷史發展的選擇,但是也有一些生物經歷過殘酷的生存挑戰,活到了現在,我們就來一起看看全齊十大最古老生物吧。
  • 6.1億年前的籠脊球化石揭動物起源之謎
    「籠脊球」化石,a和b是裸露的標本,囊包已丟失,c和d是保存了囊包的標本,e和f是a和b的局部放大,顯示細胞結構細節。南古所 供圖中新網南京11月28日電(楊顏慈)中國科學院南京地質古生物研究所28日發布消息,該所殷宗軍副研究員和朱茂炎研究員,與英國布裡斯託大學、瑞典自然歷史博物館以及瑞士光源的同行合作,在中國貴州甕安生物群——一個距今6.1億年的特異埋藏化石庫中找到了一類名叫「籠脊球」的化石,為回答「先有雞還是先有蛋」提供了新思路。