《从一个细胞开始》探索生命起源的奇妙旅程，从微观视角揭示生命演化的壮丽史诗。

《从一个细胞开始》 探索生命起源的奇妙旅程，从微观视角揭示生命演化的壮丽史诗。 #生命科学 #从一个细胞开始 #科普读物 2025-06-24 22:58:35 https://pan.quark.cn/s/7fcb3bcb2079

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：

科学家揭示1.35亿年前植物-蚂蚁伙伴关系的起源

科学家揭示1.35亿年前植物-蚂蚁伙伴关系的起源 一项新研究发现，大约在 1.35 亿年前，蕨类植物和开花植物同时进化出了蜜腺，这表明它们与蚂蚁之间的互惠关系也发生了平行进化，这对了解植物进化和物种间相互作用具有重要意义。资料来源：田纳西大学诺克斯维尔分校例如，有些植物设法招募蚂蚁保镖。它们在叶子上分泌含糖花蜜，吸引蚂蚁，然后这些领地意识很强、攻击性很强的蚂蚁雇佣兵就会在"它们的"植物上巡逻，蜇咬试图吃它的食草动物。这些关系在有花植物中都有详细记载，但在不开花的蕨类植物中也有发生。这对研究人员来说是个奇怪的消息，因为长期以来人们一直认为蕨类植物缺乏进行这种复杂的生物互动的蜜腺。UT生态学与进化生物学系助理教授雅各布-苏伊萨（Jacob Suissa）与康奈尔大学的同事，包括蕨类植物专家李菲伟（Fay-Wei Li）和蚂蚁专家科里-莫罗（Corrie Moreau）合作，研究这种现象是如何在数千年间发展起来的。他们最近在《自然通讯》（Nature Communications）上发表了关于这种物种间合作关系的进化时间表和潜在因素的研究成果。"这项工作的新内容有两个方面，"苏伊萨解释说。"首先，我们发现蜜腺产生含糖花蜜以吸引蚂蚁保镖的结构在蕨类植物和开花植物中的进化时间大致相同"。这发生在大约 1.35 亿年前，与白垩纪植物-动物联合体的兴起相吻合。苏伊萨说："考虑到这是蕨类植物进化史上非常晚的时期，距它们的起源已经过去了近 2 亿年，这个时间点非常壮观。但它在开花植物进化史上却非常早，几乎是在白垩纪开花植物起源之初。"第二个新元素是这一切是如何发生的。蕨类植物最初是陆生植物，生长在森林地面上。大约在 6000 万年前的新生代，它们发生了重大转变，成为附生植物或树栖植物，也就是说，他们在成长过程中学会了一些新习惯。苏伊萨说："我们发现，当蕨类植物离开森林地面，进入树冠，成为附生植物、攀援植物或树状蕨类植物时，它们利用了现有的蚂蚁与开花植物之间的相互作用，进化出了蜜腺。"这两种植物的生态和进化史呈现出一种奇特的动态。蕨类植物和开花植物是在 4 亿多年前从一个共同祖先分化而来的，但在蜜腺进化和蚂蚁-植物互利交换的同时，蕨类植物和开花植物也取得了长足进步。这表明，可能有一些'生命规则'支配着非花蜜腺和蚂蚁-植物互惠关系的进化。这项工作可以为生态、发育或基因组分析提供进化框架或背景，从而有助于未来的研究。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：

来自法国的突破性化石发现揭示4.7亿年前的远古气候

来自法国的突破性化石发现揭示4.7亿年前的远古气候 卡布里埃生物群的艺术重建。资料来源：克里斯蒂安-麦考尔古生物学爱好者发现了世界上最丰富多样的下奥陶纪化石遗址之一（距今约 4.7 亿年）。该化石群位于法国埃罗省（Hérault）的黑山谷（Montagne Noire），出土了 400 多件化石，其特点是动物群保存得特别完好。除了壳质成分外，它还包含极为罕见的软质成分，如消化系统和角质层，保存状况非常好。此外，这个生物群曾经非常靠近南极，揭示了奥陶纪最南端生态系统的构成。洛桑大学地球科学与环境学院（UNIL）的科学家们与法国国家科学研究中心（CNRS）和国际团队合作，对这一被称为卡布里埃生物群（Cabrières Biota）的矿藏进行了首次分析。研究结果发表在《自然-生态学与进化》（Nature Ecology & Evolution）杂志上。西尔维-蒙塞雷是生物群的发现者之一。资料来源：埃里克-蒙塞雷和西尔维-蒙塞雷对新生物群的分析表明，这里有节肢动物（包括千足虫和虾类）和刺胞动物（包括水母和珊瑚），以及大量藻类和海绵。该遗址的高度生物多样性表明，该地区是躲避当时北方高温的物种的避难所。洛桑大学研究员法里德-萨利赫（Farid Saleh）是这项研究的第一作者，他指出："在这个全球强烈变暖的时期，动物们确实生活在高纬度的避难所，躲避极端的赤道温度。"洛桑大学研究员、该研究报告的共同作者乔纳森-安特克利夫补充说："遥远的过去让我们看到了可能的近期未来。"埃里克-蒙塞雷是生物群的发现者之一。资料来源：埃里克-蒙塞雷和西尔维-蒙塞雷发现该遗址的业余爱好者埃里克-蒙塞雷和西尔维-蒙塞雷-古戎则满怀激情地补充道：我们从 20 岁起就开始勘探和寻找化石。我们发现这个令人惊叹的生物群时，我们明白了这一发现的重要性，从惊讶到兴奋。首次出版标志着一项长期研究计划的开始，该计划涉及大规模发掘和深入化石分析。利用创新的方法和技术，目的是揭示生物的内部和外部解剖结构，并推断其系统发育关系和生活模式。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：