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组图:加蓬发现21亿年前最早多细胞生物化石

2010年07月05日10:32国际在线我要评论(0)
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据国外媒体报道,一组新发现的古老生物化石将地球上最早的多细胞生物的出现时间提前。这些古生物化石有21亿年历史,它们将不仅仅帮助科学家理解高等生物何时出现,还有为何出现的问题。

由法国等多国科学家组成的研究小组在7月1日出版的英国《自然》杂志上称,他们对来自加蓬的化石的最新研究发现,多细胞生物起源于21亿年前。研究团队由法国普瓦捷大学的阿伯德拉扎克·阿尔巴尼教授领导。据研究人员介绍,地球上最早的生命迹象出现于35亿年前,是现存生物中最简单的一群。

然而,生命的多样化过程实际上发生于距今35亿年到6亿年前的元古代,在此期间出现了真核生物,它们与原核生物的最大不同是拥有细胞核,而且具有更复杂的组织和新陈代谢形式。不过,此前科学家很少发现中元古代(距今16亿年至10亿年前)之前多细胞生物存在的证据。

研究团队于2008年在加蓬的弗朗斯维尔意外发现了250多个保存完好的生物化石,并对其中100多个进行了深入细致的研究。科学家对其周围沉积物进行测算,结果表明,这些化石已有21亿年的历史,是地球上目前已知最早出现的多细胞体。据了解这些最早的多细胞生命体化石呈扁圆盘状,直径约为5英寸(12.7厘米),有扇贝状外缘和辐射状条纹——并不能归属于任何复杂单细胞生物或早期动物的范畴。

不过从任何一方面来看,这种古老生命体都标志着其跨越了一个重要的演化门槛,并且显示这一过渡是由于地球大气的显著变化诱发的。法国普瓦提埃大学(University of Poitiers)的古生物学家阿德拉扎克·阿尔巴尼(Abderrazak El Albani)说,“很明显,多细胞体的出现和氧气浓度的增加有关”。单细胞生物大约出现于34亿年前的“原始汤”(primordial soup),主要以原核生物形式存在,原核生物是一种无细胞核的单细胞生物,包括细菌和蓝细菌。在距今约6亿年前的寒武纪,各种生物以爆炸性的速度涌现,这种现象被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”。

单细胞生物出现之后又经过了14亿年才出现了最早的多细胞生命体——卷曲藻(Grypania)。卷曲藻可能是一个菌落,或者一种真核生物——其包裹在细胞膜内的细胞功能已经出现分化的生物体。无论卷曲藻属于何种类型,它是“寒武纪生命大爆发”之前已知仅有的几类复杂生命体的案例。

此次新发现的化石使卷曲藻不再显得那么孤独,目前这种新发现的物种还没有命名。它们几乎生活在同一年代。卷曲藻生活在今天美国北部地区,而这一新发现化石的物种生活在加蓬。这一发现增加了这样一种可能性,即多细胞生命体可能是一种趋势,而非是一种偶然,它同时还暗示了关于这样一个问题的答案——为何演化出复杂生命形式?而不仅仅是何时演化出这样的生命形式。

在卷曲藻和这一新发现物种出现之前仅仅数百万年,地球刚刚经历了大氧化事件(Great Oxidation Event)。能进行光合作用的细菌的突然出现,彻底改变了地球的大气,空气中的氧气浓度开始增加。

“细菌界正经历气候历史中最剧烈的气候变化时期”,布里斯托尔大学的古生物学家菲力·道纳格(Phil Donoghue)和乔纳森·安特克里夫(Jonathan Antcliffe)这样评论道。“这些化石出现的时间和大氧化事件的时间完美吻合”,他们还指出海洋化学成分的变化推动了复杂生命的演化。

细菌具有化学信号系统,许多研究人员现在认为它们组成的菌落——由数百万细菌组成的群落,直径达数厘米大小——其实是某种组合生物体,其中每个单体细胞都有其各自特定的身体形态和功能。这一新发现物种的生长特征和那些可以进行复杂信号传递以及进行协调反应的多细胞生命体中发现的(模型)一致。地球突然变化的气候环境可能促进了交流的发展。

“当细菌处于压力之下,它们就会进行合作”,来自特拉维夫大学的生物物理学家恩舍·本·雅各布说,“那些不得不面对更复杂外部环境的(生物体)进化成更复杂的形式”。

“这是在大气中首次氧气大爆炸的过程中首次看到多细胞生命形成”,阿尔巴尼说。他说多细胞生命可能在多处地点演化,只是其化石尚未被发现而已。

“地球上所有的生命体都不得不作出改变”,本·雅各布说。(唐宁)

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