考古学家发现16.4亿年前多种形态的真核生物 打破此前的科学假设

考古学家发现16.4亿年前多种形态的真核生物 打破此前的科学假设 加州大学圣塔芭芭拉分校和麦吉尔大学的研究人员在对保存完好的微化石进行的一项新研究中发现，真核生物甚至在 16.4 亿年前就已经进化成了多种多样的形态。这篇发表在《古生物学论文》（Papers in Paleontology）杂志上的论文讲述了真核生物进化历史早期的一系列化石。作者描述了四个新的类群，以及在这些早期真核生物中已经存在的若干高级特征的证据。第一作者、加州大学伯克利分校地球科学系助理研究员莉-安妮-里德曼（Leigh Anne Riedman）解释说："这些是迄今发现的最古老的真核生物。然而，即使在这些最早的记录中，我们也看到了很多多样性。"真核生物是生命的主要领域之一，包括植物、动物和真菌支系，以及所有其他细胞具有膜核的类群，如原生动物和海藻。许多科学家曾认为，在古近纪晚期，早期真核生物都相当相似，大约在 8 亿年前出现了分化。但是，里德曼和她的合著者却在近两倍于这一时期的岩石中发现了种类繁多、结构复杂的化石。科学家们从以往的研究中得知，真核生物在这一时期已经进化，但对这一时期的多样性却知之甚少。于是，Riedman 在 2019 年年底前往内陆地区。一周之内，她就从一家勘探公司钻探出的八个岩心中收集到了约 430 个样本；这些样本现在存放在北领地地质调查局的图书馆中。这项研究使用的两个岩芯跨越了大约 500 米的地层，即 1.33 亿年，其中有大约 1500 万年的重要沉积。里德曼带着页岩和泥岩回到了美国，这些页岩和泥岩是古代海岸生态系统的残留物，在浅海潮下泥滩和海岸泻湖之间交替出现。她在氢氟酸中浸泡，溶解了基质岩石，浓缩了珍贵的微化石，然后在显微镜下进行分析。"我们希望找到细胞壁具有有趣和不同特征的物种，"里德曼说。她希望这些特征能够揭示这一时期细胞内部发生了什么。不过，由于化石只保留了细胞的外部，要对细胞内部得出任何结论都需要大量的调查。研究人员对这些化石所保存的多样性和复杂性感到惊讶。他们记录了 26 个类群，其中包括 10 个以前未曾描述过的物种。研究小组发现了细胞骨架的间接证据，还发现了板状结构，这表明存在形成板的内部囊泡也许是现代真核细胞中高尔基体的祖先。其他微生物的细胞壁是由束缚纤维构成的，这同样表明存在复杂的细胞骨架。作者还发现了带有微小活门的细胞，这证明了细胞的复杂程度。有些微生物会形成一个囊肿，以等待不利的环境条件。为了钻出来，它们需要在自己的保护壳上蚀出一个开口。制造这扇门是一个专门的过程。"如果要产生一种能溶解细胞壁的酶，就需要非常小心地使用这种酶，"里德曼说。"因此，在真核生物最早的记录之一中，我们看到了一些令人印象深刻的复杂程度。"该领域的许多人都认为这种能力是后来才出现的，而这一组合中的证据进一步强调了即使在这一早期阶段，真核生物的多样性和先进性。"人们一直认为这大约是真核生物出现的时间。现在我们认为，人们只是没有探索更古老的岩石，"合著者、加州大学圣巴巴拉分校地球科学教授苏珊娜-波特（Susannah Porter）说。研究意义这篇论文是研究早期真核生物进化的大型项目的一部分。里德曼和波特想知道早期真核生物是在什么样的环境中进行多样化的，它们为什么会在那里，它们是什么时候迁移到其他地方的，以及它们需要什么样的适应性才能填补这些新的壁龛。这项工作的很大一部分涉及了解真核生物的不同特征是何时首次出现的。例如，作者很想知道这些生物是适应含氧环境还是缺氧环境。前者表明它们有有氧代谢，可能还有线粒体。已发现的每一种现代真核生物都是拥有线粒体的祖先的后代。这表明真核生物很早就获得了线粒体，而且线粒体提供了显著的优势。里德曼和波特目前正在对真核生物的多样性进行新的研究。他们还从西澳大利亚州和明尼苏达州收集了更古老的样本。与此同时，他们在麦吉尔大学的地球化学合作者正在带头研究氧气水平和真核生物的喜好栖息地，这些方面都可以揭示真核生物的进化过程。雷德曼说："这些结果指示我们去寻找更古老的材料，更古老的真核生物，因为这显然不是地球上真核生物的开端。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现活跃于1.5 亿年前的鳐鱼物种Aellopobatis bavarica化石

科学家发现活跃于1.5 亿年前的鳐鱼物种Aellopobatis bavarica化石 Aellopobatis bavarica：新发现的物种，完整的化石仅产于德国。该物种也是所有物种中体型最大的，可长到 170 厘米。资料来源：Türtscher 等人（2024 年，图 4）这项研究极大地扩展了人们对这些古老软骨鱼类的了解，并提供了对过去海洋生态系统的进一步认识。在她的新研究中，维也纳大学古生物学研究所的古生物学家朱莉娅-蒂尔茨彻（Julia Türtscher）研究了侏罗纪晚期的 52 种鳐鱼化石。这些鳐鱼化石距今已有 1.5 亿年的历史，当时欧洲大部分被海洋覆盖，只有少数几个岛屿，相当于今天的加勒比海。侏罗纪晚期的标本对科学家来说尤为珍贵，因为它们是已知保存完整的最古老的鳐鱼标本之一。由于浑身软骨的鳐鱼化石通常只会保留牙齿，这种罕见的骨骼发现为了解鳐鱼的早期演化提供了令人兴奋的线索。尽管人们对这些保存异常完好的化石（来自德国、法国和英国）已经了解了一段时间，但它们在很大程度上还未被探索过。Türtscher 的研究首次对这些鳐鱼的体形变化进行了全面分析。古生物学家 Julia Türtscher 在慕尼黑巴伐利亚州古生物学和地质学收藏馆，馆内展出了几件鳐鱼新物种的标本。资料来源：Patrick L. Jambura研究结果表明，晚侏罗世全形态（完全保存）鳐鱼的种类比以前想象的要多。Türtscher说："到目前为止，晚侏罗世仅确认了3种全形鳐鱼，但由于这项研究，现在共确认了5种鳐鱼。"根据他们的分析，研究人员确认了讨论已久的第四个物种，并记录和介绍了一个以前未被发现的新鳐鱼物种：Aellopobatis bavarica。这种鳐鱼可以长到 170 厘米长，以前被认为是体型更小的法国Spathobatis bugesiacus（60 厘米长）的大型形态。然而，通过对骨骼结构和身体形状的详细分析，科学家们能够证明Aellopobatis bavarica是一个独立的物种。新的研究结果还表明，这五种鳐鱼出现在非常有限的地区，但作者并不愿意妄下结论说这五种鳐鱼可能是地方特有物种：Türtscher解释说："对标本牙齿形态的进一步研究，以及随后与其他地点的孤立牙齿进行比较，可能有助于重建晚侏罗世鳐鱼的古地理分布。"这项新研究的结果不仅有助于了解上侏罗世鳐鱼的生物多样性和进化情况，而且对鉴定仅从孤立的牙齿中得知的鳐鱼物种化石具有直接影响。关于这些迷人动物的不断新发现，为我们了解过去海洋生态系统的动态提供了洞察力，并凸显了保存完好的化石在重建我们的地质历史中的重要性。"我们只有同时了解一个族群的过去，包括它的进化、它对随时间变化的环境因素的适应，以及这个族群在进化史上所面临的灭绝，才能对活着的物种得出准确的结论。古生物学知识使我们能够更好地了解物种进化和灭绝背后的动态，从而帮助我们为当今的濒危物种制定更有效的保护措施"，第二作者、维也纳大学古生物学研究所的 Patrick L. Jambura 说。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

中国科学家发现重庆化石库，将影响该领域未来几十年

中国科学家发现重庆化石库，将影响该领域未来几十年 图：中国志留纪早期（兰多维列世，约4.4亿年前）五种古鱼的三维复原（沈氏棘鱼、梵净山鱼、 黔齿鱼、土家鱼、秀山鱼，自上而下) 2022年9月28日，《自然》杂志以封面文章的形式刊登了四篇古生物学领域的论文，它们都是来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员朱敏团队及其合作者的研究。 虽然四篇文章中研究的对象分别是近年在贵州与重庆两个地点发掘的化石，但它们之间却有内在联系：都是与志留纪早期有颌鱼类相关的研究。《知识分子》访谈了文章作者，为读者揭开这四篇文章背后的故事... 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

在英格兰怀特岛，科学家们发现了一个此前未知的恐龙类型的化石遗骸。

在英格兰怀特岛，科学家们发现了一个此前未知的恐龙类型的化石遗骸。 这是自1865年以来，在该岛上发现的首个新的甲龙物种，它与此前发现的多刺甲龙属于同一家族。 该化石是在距今6600万至1.45亿年的岩石层中被发现的。它被命名为“Vectipelta…

科学家发现自然界最大细胞中神秘漩涡运动的起源

科学家发现自然界最大细胞中神秘漩涡运动的起源 最新研究揭示了卵细胞中"漩涡状"流动背后的自然机制，这种流动对营养物质的高效分配至关重要。这些发现是通过先进的建模和实验方法实现的，为细胞运输提供了新的见解，并可能影响更广泛的生物学研究。模拟微管如何弯曲并引导成熟卵细胞中的物质形成旋涡状流动的快照。图片来源：S. Dutta 等人科学家们早就知道，成熟的卵细胞（称为卵母细胞）会在内部产生类似旋涡的液流来运输营养物质，但这些液流是如何产生的一直是个谜。现在，Flatiron 研究所的计算科学家与普林斯顿大学和西北大学的合作者共同领导的研究揭示了这些流动看起来就像微型龙卷风是由一些细胞成分的相互作用有机产生的。他们的研究成果发表在四月号的《自然-物理》（Nature Physics）杂志上，他们利用理论、先进的计算机建模和果蝇卵细胞实验揭示了龙卷风的力学原理。这些成果有助于科学家们更好地理解有关卵细胞发育和细胞运输的基础问题。"我们的发现代表了这一领域的一大飞跃，"共同作者、Flatiron 研究所计算生物学中心（CCB）主任迈克尔-谢利（Michael Shelley）说。"我们能够应用多年来从其他研究中获得的先进数值技术，这让我们能够比以往更好地看待这个问题。"在一个典型的人体细胞中，一个典型的蛋白质分子通过扩散从细胞的一侧蜿蜒到另一侧只需要 10 到 15 秒；而在一个小型细菌细胞中，这一过程只需要一秒钟。但在本文研究的果蝇卵细胞中，单是扩散就需要一整天的时间这对细胞的正常功能来说时间太长了。相反，这些卵细胞发展出了"旋风流"，它在卵细胞内部盘旋，迅速分配蛋白质和营养物质，就像龙卷风能把物质卷起并移动到比风更远更快的地方一样。在这段循环播放的卵母细胞视频中，可以看到物质在整个生长细胞中循环并帮助分配养分。图片来源：S. Dutta 等人"受精后，卵母细胞将成为未来的动物，"该研究的合著者、普林斯顿大学和中央研究院的研究员萨扬坦-杜塔（Sayantan Dutta）说。"如果破坏了卵母细胞中的流动，所产生的胚胎就不会发育"。研究人员使用了 Flatiron 研究所研究人员开发的一款名为SkellySim 的先进开源生物物理学软件包。通过SkellySim，他们模拟了参与制造细胞的成分。其中包括微管细胞内部的柔性细丝和分子马达，分子马达是作为细胞工作母机的特化蛋白质，携带着被称为有效载荷的特殊分子组。科学家还不太清楚这些有效载荷是由什么组成的，但它们在产生气流中起着关键作用。研究人员模拟了数以千计的微管在载荷分子马达的作用力下的运动。通过在实验和模拟之间来回切换，研究人员得以了解旋流的结构，以及它们是如何从细胞液和微管之间的相互作用中产生的。"我们的理论工作使我们能够放大并以三维方式实际测量和可视化这些旋涡，"该研究的合著者、CCB 研究科学家 Reza Farhadifar 说。"我们看到了这些微管如何在没有任何外部线索的情况下，通过自组织产生大规模流动。"在这段循环播放的卵母细胞视频中，可以看到物质在整个生长细胞中循环并帮助分配养分。图片来源：S. Dutta 等人模型显示，在卵母细胞内部，微管在分子马达的作用下发生弯曲。当微管在这种负荷下屈曲或弯曲时，会导致周围液体移动，从而使其他微管重新定向。在一个足够大的弯曲微管群中，所有微管都朝同一方向弯曲，流体流动就会变得"合作"。随着微管的集体弯曲，移动的有效载荷在整个卵子中形成漩涡或漩涡状流动，帮助分子分散到细胞周围。有了漩涡，分子可以在 20 分钟而不是 20 小时内穿过细胞。谢利说："该模型显示，该系统具有令人难以置信的自我组织能力，能够创造出这种功能性流动。而只需要一些成分只有微管、细胞的几何形状和携带有效载荷的分子马达。"这些新发现为更好地了解卵细胞的发育奠定了基础。这些结果还有助于揭开其他细胞类型中物质运输的神秘面纱。"既然我们知道了这些漩涡是如何形成的，我们就可以提出更深层次的问题，比如它们是如何混合细胞内的分子的？这开启了理论与实验之间的新对话。"法哈迪法尔说。"这项新研究让人们对微管有了全新的认识。微管在植物和动物等几乎所有真核生物的各种细胞类型和细胞功能（如细胞分裂）中发挥着核心作用。这使它们成为"细胞工具箱中非常重要的一部分"，Dutta 说。"通过更好地理解它们的机制，我认为我们的模型将有助于推动细胞生物物理学中许多其他非常有趣的问题的发展"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家：1.3亿年前雄性蚊子也会吸血

科学家：1.3亿年前雄性蚊子也会吸血 科学家研究两枚距今约1.3亿年的远古雄性蚊子化石时发现，在蚊科动物演化的早期阶段，雄性蚊子也会吸血。 新华社报道，蚊子是一种广为人知的吸血昆虫。在此次研究前，最早发现过约1亿年前的蚊子化石。 来自中国、黎巴嫩、法国、美国古生物学者发现，这两枚远古化石来自白垩纪的黎巴嫩琥珀，距今有约1.3亿年历史，这将蚊子的化石记录提前了近3000万年。科研人员经过多年艰苦的野外工作，发现并采集了上万枚黎巴嫩琥珀，其中筛选出2枚保存完整、精美的雄性蚊子化石。 研究员借助激光共聚焦显微镜、荧光显微镜等先进仪器发现，与现代雄蚊多吸食花露而口器退化、雌蚊具有用于吸血的刺吸式口器不同，约1.3亿年前的雄性蚊子化石中保存了明显的刺吸式口器。 显微结构显示，这些刺吸式口器有尖锐的三角状下颚，下颚上有锋利的小齿。研究团队根据这些结构判断，在约1.3亿前，雄性蚊子也会吸血。 此次研究由中国科学院南京地质古生物研究所外籍研究员丹尼·阿扎领衔完成，南京地质古生物研究所黄迪颖等参与。研究团队介绍，受限于化石证据缺乏，此前人们对蚊子起源和早期演化的了解极为有限。这两枚珍贵的远古蚊子化石，也为后续更细致地研究蚊子从何而来、如何演化提供了重要依据。 相关研究成果星期二（12月5日）在线发表在国际期刊《当代生物学》上。 2023年12月5日 9:49 PM