生命之源-能量,演化与复杂生命的起源

生命之源-能量,演化与复杂生命的起源 描述：为什么我们会年华老去，会凋零，最终面临肉身死亡？这中间，最核心的概念是︰「复杂生命」到底是如何崛生而起的？从几万英尺的高空到深不见底的深海海沟，我们的地球到处都充斥着生命。然而，生物学的核心却是一个亘古难解的问题：复杂生命哪里来？或者换句话说，生命最初是如何开始的。大师级生化学家尼克连恩则在本书中针对此问题提出解答。 链接：https://www.aliyundrive.com/s/4bUjVvhaQqA 大小：10.87M 标签：#科普 #生物学 #生命 #起源 #能量演化 来自：雷锋 版权：版权反馈/DMCA 频道：@shareAliyun 群组：@aliyundriveShare 投稿：@aliyun_share_bot

来自摩洛哥的化石发现揭示了蜘蛛和蝎子的起源

来自摩洛哥的化石发现揭示了蜘蛛和蝎子的起源 科学家们发现了一种关键化石，它将蝎子和蜘蛛等现代螯足类动物与它们古老的寒武纪祖先联系起来，从而澄清了这些物种进化史上的一个重大空白。现代蝎子、蜘蛛和鲎属于庞大的节肢动物门，它们在近 5.4 亿年前出现在地球上。更确切地说，它们属于一个亚门，其中包括装有螯的生物，螯主要用于咬、抓猎物或注射毒液，因此被称为螯足类。但是，这个非常特殊的类群的祖先是什么呢？自从开始研究古生物化石以来，这个问题就一直困扰着古生物学家。我们无法确定早期节肢动物中是否有任何形态与现代物种有足够的相似之处，从而被认为是它们的祖先。在距今-5.05 亿年到-4.3 亿年之间的关键时期，由于缺乏化石，这个谜团变得更加复杂，而化石本可以为谱系调查提供便利。洛伦佐-卢斯特里（Lorenzo Lustri）当时是洛桑大学（UNIL）地球科学与环境学院的一名博士生，他提供了拼图中缺失的一块。他与导师一起研究了摩洛哥费祖阿塔页岩中可追溯到4.78亿年前的上百件化石，并确定了将现代生物与寒武纪（5.05亿年前）生物联系起来的候选者。这项研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。洛伦佐-卢斯特里（Lorenzo Lustri）在查看洛桑大学的藏品。图片来源：UNIL费祖阿塔页岩中的化石于 2000 年代初被发现，并经过了广泛的分析。然而，该出版物中展示的化石是该矿床中最丰富的化石之一，以前从未被描述过。它的大小在 5 至 10 毫米之间，被命名为"Setapedites abundantis"。这种动物首次使人们有可能追溯到螯足类的整个血统，从最早出现的节肢动物到现代的蜘蛛、蝎子和鲎。一块化石填补了蝎子、蜘蛛和鲎与寒武纪（5.05 亿年前）物种之间的空白。资料来源：UNIL"最初，我们只打算描述并命名这块化石。我们完全没有想到它会蕴藏着如此多的秘密，"论文第一作者洛伦佐-卢斯特里（Lorenzo Lustri）坦言，他将于2023年3月完成博士答辩。"因此，在经过仔细观察和分析后，我们惊喜地发现，它还填补了生命进化树中的一个重要空白。"不过，这块化石还没有揭开它所有的秘密。事实上，它的一些解剖学特征可以让我们更深入地了解螯足类的早期进化，甚至可能将其他亲缘关系仍存在很大争议的化石形式与该类联系起来。与联合国教科文组织终身学习研究所（UNIL）合作举办的费祖阿塔生物群临时展览不久将在瑞士洛桑鲁米内宫（Palais de Rumine）举行。发现化石的费祖阿塔地貌。图片来源：UNIL为了获得这些结果，科学家们研究了上百件化石，并使用 X 射线扫描仪对它们的解剖结构进行了详细的三维重建。随后，他们将这些化石与来自其他地点的大量螯足类化石及其更古老的近亲进行了比较。最后，在系统发育分析的帮助下，费祖阿塔化石的重要性变得显而易见。系统发育分析是根据不同物种所有解剖特征的"编码"，以数学方式重建其家族树。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

中国科大揭示地球氮元素起源与早期演化之谜

中国科大揭示地球氮元素起源与早期演化之谜 氮是地球上生命的基本组成元素之一，广泛存在于众多有机分子之中。尽管氮对生命至关重要，但与地球初始增生物质相比，当前硅酸盐地球（包括大气、地壳和地幔）的氮含量相对较低，大约只有2ppm（百万分之二）。深入研究地球中氮的增生演化历史对认识地球生命相关元素的起源及宜居性演变具有重要意义。目前，学术界主要有两种关于地球挥发份增生模型。第一种模型，即“后期增生模型（Late veneer）”，认为形成地球的初始增生物质几乎不含挥发份，包括氮，而硅酸盐地球目前所具有的挥发份丰度主要是在增生晚期通过加入少量富含挥发份物质（如碳质球粒陨石）形成的。第二种模型，即“早期演化模型”，则认为地球的初始增生物质原本就富含挥发份，地球所经历的一系列演化过程导致了目前硅酸盐地球相对于初始组分亏损挥发份。氮有两种稳定同位素，即14N和15N。氮同位素可用于示踪地球挥发份在行星增生过程中的演化历史，为研究类地行星挥发份的起源和演化提供了一种关键研究手段。然而，要有效利用这一工具，首先必须了解行星早期演化阶段中氮同位素的分馏机制。王文忠特任教授采用第一性原理计算方法，研究了星云物质凝聚形成星胚过程中的氮同位素分馏，包括熔融挥发和核幔分异两个阶段。研究发现，在早期太阳系星云中氢气尚未完全散失的条件下，熔融挥发使得星胚富集14N，而核幔分异则导致15N在硅酸盐熔体中富集。结合第一性原理计算结果和实际观测数据，研究团队发现早期星胚演化过程并不足以解释当前硅酸盐地球的氮同位素组成，必须在增生晚期加入一定量的富含挥发性成分的物质，如碳质球粒陨石，以解释观测到的氮同位素特征。因此，硅酸盐地球中的氮丰度是早期星胚演化和晚期增生阶段共同作用的结果。值得注意的是，尽管晚期增生对硅酸盐地球的氮丰度具有显著影响，但由于加入的富含挥发份物质的质量极低，其对硅酸盐地球中其他挥发份丰度的贡献十分有限。论文第一和通讯作者为王文忠特任教授，合作者包括英国伦敦大学学院John Brodholt教授、美国卡耐基科学研究所Michael Walter研究员和田纳西大学诺克斯维尔分校黄士春教授。近年来，王文忠特任教授领导的研究团队专注于类地行星挥发份的起源及早期演化，运用多种同位素作为示踪工具，结合第一性原理计算与观测数据，揭示了地球在吸积初始阶段便显著增生了大量挥发性元素，星胚的演化过程对地球的挥发份储库进行了重塑，相关论文发表在《NatureGeoscience》和《Science Advances》（Wang et al., 2021, NG, 2023, SA）。该研究对现有理论模型进行了重要的补充，重新评估了“后期增生”对地球氮丰度的影响。这一系列工作揭示了“早期演化”和“后期增生”两个阶段对地球挥发份的综合影响，为理解地球挥发性成分的演化历史提供了新的视角。图 早期星胚熔融挥发和晚期增生对挥发份的影响论文链接： ... PC版： 手机版：

中国侏罗纪标本改写哺乳动物生命树演化结构

中国侏罗纪标本改写哺乳动物生命树演化结构 这两个研究为哺乳动物同源关系提供了新的视角,并重塑了早期哺乳动物的系统发育。两篇研究论文于2024年4月3日在国际期刊《自然》上同期发表。蜀兽是侏罗纪早期小型哺乳动物,具有特殊的假磨楔齿,即其下臼齿三角座前面有一个“假跟座”(盆状结构)。相比之下,哺乳动物的磨牙具有磨楔齿,其跟座位于三角座后面,接收上臼齿的原尖,并与上牙形成精确咬合,用于食物的加工/咀嚼。蜀兽曾在系统发育上与南方磨楔齿兽(Australosphenidans,包括现存的单孔目动物和近亲)关系更近,但这种系统关系是有争议的,并且在哺乳动物的研究中留下了一些形态学、古地理和功能等令人困惑的问题。在第一篇论文中,研究人员对内蒙古道虎沟中侏罗世(1.68-1.64亿年前)的两个标本进行了研究,建立了蜀兽的一个新属种,周氏近柱齿兽(Feredocodon chowi)。根据完整的牙列、咬合关系和牙齿序列同源性的证据,研究人员提出了一种新的解释:蜀兽的假磨楔齿实际上与另一种已灭绝的哺乳动物柱齿兽(Docodonta)的臼齿模式是同源的。根据修正后的牙齿特征重建的系统发育分析结果表明,一个类似摩根齿兽的祖先独立地产生了三个主要的哺乳动物类群:柱齿形兽(Docodontiformes,包括柱齿兽和蜀兽),异兽(Allotheria)和全兽(Holotheria,包括对称齿兽,兽类和近亲)。早期哺乳动物臼齿进化方向是,由类似于摩根齿兽(Morganucodon)的三尖一排的牙齿形式,在三个大类中以不同的方式,逐渐变宽变复杂,以适应更有效的食物加工。论文研究对单孔类(现生动物代表如鸭嘴兽等)的起源提出了新的观点,改写了哺乳动物生命树早期演化的结构。在第二篇论文中,重点研究了来自中国禄丰早侏罗世(2.01-1.84亿年前)的第二种新的、更原始的类似摩根齿兽的哺乳动物,杨氏滇尖齿兽(Dianoconodon youngi),和上述周氏近柱齿兽的中耳。众所周知,一些早期哺乳动物有双颌关节,随着时间的推移,内侧的原始颌关节的组分演变成了中耳的一部分,这些化石记录了这种转变的过程。两个属种下颌的不同特征显示:下颌其中一个关节逐渐失去了承压功能,而中耳开始渐渐适应了行使听力功能。新的证据揭示了骨化的麦氏软骨在中耳演化的过渡过程中起了一种稳定器的作用,而方骨的内侧向位移则对起负重作用的颌关节转换至中耳结构发挥了关键作用。该研究有力地支持了哺乳动物中耳渐进演化的观点,并为哺乳动物中耳演化这个世界难题提供了以中国材料为基础的完整证据链。本研究中周氏近柱齿兽(Feredocodon chowi)和杨氏滇尖齿兽(Dianoconodon youngi)分别以周明镇院士和杨钟健院士的名字命名,以纪念两位在早期哺乳动物研究中的贡献。本研究得到了国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持。图1. 周氏近柱齿兽和杨氏滇尖齿兽生态重建图2. 周氏近柱齿兽正、副型标本图3. 蜀兽牙齿咬合关系及两种牙尖同源性假说:左(c, e)传统认识;右(d, f)新观点图4. 杨氏滇尖齿兽头骨及齿列重建图5. 哺乳中耳渐进演化系统框架及颌关节转移示意图 ... PC版： 手机版：