葉狀形態類生命——動物生命的起源

2020-11-27 中國科學技術館

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本世紀初,古生物學家在加拿大紐芬蘭挖掘出了一個古老的化石床(有大量動植物化石沉積的地質體),並看到一幅奇怪的景象:一個個巨大的葉狀生物展現在他們眼前。雖然研究人員早前也發現過這類已滅絕的神秘生物的化石,並稱之為「變形體」(Rangeomorphs),但是他們依然很難將該物種進行分類。不過現在,科學家相信,紐芬蘭發現的化石和其他類似的化石可以幫助他們解答關於地球生命的關鍵問題。

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葉狀形態類生命存在於距今約6.35億到5.41億年的震旦紀。這類生物具有莖狀身體,可發育出分形狀分枝,並像水母一樣柔軟。最重要的是,科學家認為這些生物能夠生長到兩米長,而這種體型在當時的動物當中並不多見。在它們滅絕後,地球進入寒武紀,各種大型生物開始大爆發。該研究的合作者、東京工業大學(Tokyo Institute of Technology)的古生物學家珍妮弗·奧亞爾·卡西爾(Jennifer Hoyal Cuthill)說:「葉狀形態類生命是地球那個時間段生命形式的一個縮影。」

搞清楚葉狀形態類生命如何長到如此大的尺寸,有助於科學家了解大型、多樣化動物的起源,以及當時地球環境的變化如何影響生命的演化。

圖片來源:維基百科

為此,奧亞爾·卡西爾及劍橋大學古生物學家西蒙·康威·莫裡斯(Simon Conway Morris)分析了幾種葉狀形態類生命的化石。他們對一種發現於紐芬蘭、保存完好的變形藻(Avalofractus abaculus)化石進行了顯微CT掃描,以精確檢查其3D結構。他們還對另外兩個物種進行了掃描,以進行對照。

研究人員全面檢查了葉狀形態類生命的莖狀身體和分形狀分枝,然後用數學模型描述化石表面積和體積之間的關係。數學模型及對化石的觀察結果顯示,葉狀形態類生命的大小與形狀似乎是由可獲得的營養物質的量決定的。

相關研究已經發表在了《自然·生態與演化》(Nature Ecology & Evolution)雜誌上。這或許可以解釋,為何這類生物在地球環境發生改變時,可以長到如此大的尺寸。

但其他專家認為,這似乎有些以偏概全。牛津大學自然歷史博物館的研究員傑克·馬修斯(Jack Matthews,未參與此項研究)說:「這是一個有趣的發現,越來越多研究人員已經達成共識,那就是葉狀形態類生命可根據生存環境的變化,以不同的方式生長,新發現也支持了這一共識。但若因此認為所有的葉狀形態類生命都是這樣,則似乎有些草率。」

不過,奧亞爾·卡西爾認為,如果這個解釋正確的話,那麼它或許可以解釋「為什麼那個時候地球上會長出這種大型生物」。

撰文:安妮·斯尼德(Annie Sneed) 

翻譯:季韜

文章來源:環球科學

 

本文來自:環球科學

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[責任編輯:環球科學]

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