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:

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中国科学家发现迄今最早多细胞真核生物化石 相关研究成果发表于美国《科学》杂志子刊《科学进展》(Science Advances)上。2016年,该所科研团队在燕山地区发现15.6亿年前的宏体多细胞真核生物化石。中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎说:“这一发现将地球上大型多细胞真核生物的出现时间从以前认为的6亿年前提前了将近10亿年,由此我们推断真核生物发生多细胞化的时间应该更早。”为了论证这一推断,该团队成员苗兰云在近8年的时间内,采集了16亿年前地层中的数百件样品,最终发现了微体多细胞真核生物化石。苗兰云介绍,这批发现的化石标本一共278枚,它们是由单列细胞组成的无分枝的丝状体。丝状体最长达860微米,整体结构相对简单,但表现出一定的复杂性,有些丝状体整体向一端均匀收缩,细胞呈柱状、桶状或杯状。特别是在一些标本中,发现了生殖孢子结构。综合化石多种特征和成分的分析比较,表明这些化石属于多细胞真核生物。“通过测量可以表征丝状体形态变化的2个比值和丝状体直径大小分布频率,我们发现这些丝状体在形态上呈现连续过渡、变化的特征,这表明它们属于同一个物种。同时,这些丝状体和前人在燕山地区发现的‘壮丽青山藻’化石形态和大小相似,所以本次研究将其归入同一个属种。”苗兰云说。据介绍,目前学界普遍接受的真核生物最早化石记录发现于中国华北和澳大利亚北部距今约16.5亿年之前的古元古代晚期地层中。“壮丽青山藻”的出现时间仅仅稍晚于这些最古老的单细胞真核化石,表明真核生物出现之后便迅速发生了复杂得多的细胞化演化。“如果‘壮丽青山藻’可以确认为是营光合作用的真核藻类,那么真核生物最后的共同祖先应不晚于16.3亿年之前的古元古代晚期,比当前学界普遍接受的时间提前了近6亿年之久。”朱茂炎称,这为进一步揭示复杂生命的起源和早期演化过程的奥秘以及元古宙地球环境演变提供了新的思考。 ... PC版: 手机版:

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考古学家发现智利大象猎人失落的营地 TT-3 的照片。资料来源:Labarca 等人,2024 年,PLOS ONE,CC-BY 4.0智利中部塔瓜塔瓜湖地区有多个考古遗址,是美洲已知最早的人类定居点。在这项研究中,拉巴尔卡及其同事报告了最近发现的一个名为塔瓜塔瓜3号的新遗址,这是一个古老的狩猎采集者营地,可追溯到更新世晚期,距今有12440到12550年的历史。值得注意的是,该遗址出土了大象的一种已灭绝的近亲 - 嵌齿象(gomphothere)的化石遗骸。尸骨上的屠宰痕迹以及石制工具和其他证据表明,塔瓜塔瓜 3 号遗址是一个围绕加工大型尸体而建立的临时营地。在营地短暂使用期间,还进行了其他活动,包括加工其他食物,更多烧焦的植物和小动物(如青蛙和鸟类)残骸表明了这一点。仙人掌种子化石和鸟蛋壳化石表明,该营地主要在旱季使用。该地区目前已知有许多类似年代的遗址,这意味着由于当地资源丰富且可预测,塔瓜塔瓜湖在更新世晚期是人们经常狩猎和拾荒的地方。作者认为,该地区是当时流动族群路线上的一个重要地点,临时营地可能是这些流动族群定期聚会的场所。对这一丰富考古区域的进一步调查将继续为了解南美洲早期人类的流动性和生存策略提供帮助。作者补充说:"塔瓜塔瓜 3 号有助于我们更好地了解在晚更新世时期,早期人类是如何适应智利中部瞬息万变的环境的"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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窥探远古生命:考古学家从35亿年前的生物质中发现新线索 西澳大利亚皮尔巴拉克拉通的硫酸钡岩石(称为重晶石岩)。图片来源:Gerhard Hundertmark哥廷根大学领导的一个研究小组现在发现了有关这种古老生物质的形成和组成的新线索,为了解地球上最早的生态系统提供了线索。研究成果发表在《前寒武纪研究》(Precambrian Research)杂志上。裸露在地表的皮尔巴拉克拉通岩石:底部为灰色重晶石岩,顶部为因氧化而呈红色的叠层石。图片来源:Jan-Peter Duda研究人员利用核磁共振光谱(NMR)和近边 X 射线吸收精细结构(NEXAFS)等高分辨率技术,分析了在硫酸钡岩石中发现的碳质颗粒。这使科学家们获得了有关微观小颗粒结构的重要信息,并证明了这些颗粒来源于生物。这些颗粒很可能是作为沉积物沉积在"火山口"(火山活动后形成的大锅状空洞)的水体中。此外,一些颗粒肯定是被火山表面下的热液水搬运和改变的。这表明沉积物沉积的历史很动荡。通过分析各种碳同位素,研究人员得出结论,当时火山活动附近已经生活着不同类型的微生物,类似于今天在冰岛间歇泉或黄石国家公园温泉中发现的微生物。位于皮尔巴拉克拉通"德雷斯勒地层"的重晶石采石场。这些岩石距今约 350 万年,含有微生物生命的证据。图片来源:Jan-Peter Duda这项研究不仅揭示了地球的过去,而且从方法论的角度来看也很有趣。第一作者、哥廷根大学地球科学中心的莱娜-魏曼(Lena Weimann)解释说:"能够将一系列高分辨率技术结合起来,使我们能够获得有关有机颗粒沉积历史及其起源的信息,这非常令人兴奋。我们的研究结果表明,即使在年代极为久远的材料中,仍然可以找到最初生物的原始痕迹。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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从虚构到事实:考古学家描绘出巨齿鲨的真实体型轮廓 以前的研究表明,这种鲨鱼的体长可能至少达到 50 到 65 英尺(15 到 20 米)。然而,人们对巨齿鲨的了解仅限于化石记录中的牙齿和脊椎骨。因此,在以前的研究中,现代大白鲨(Carcharodon carcharias)一直被用作巨齿鲨体型的模型。然而,发表在《古生物电子学》(Palaeontologia Electronica)杂志上的新研究表明,巨齿鲨的体形比现代大白鲨更加修长。德保罗大学古生物学教授 Kenshu Shimada 是这项新研究的共同负责人和资深作者。深灰色剪影描绘了之前主要根据现代白鲨重建的巨齿鲨体型,叠加的浅灰色轮廓显示了新解释的体型。重要提示:根据目前的化石记录,身体伸长的确切程度、头部的形状以及每个鳍的轮廓和位置仍然未知。资料来源:德保罗大学/岛田健树据报道,以前描述过的一个巨齿鲨化石个体的一组不完整的脊椎骨总长度为 11.1 米。然而,在之前的另一项研究中,根据从多条现代大白鲨身上测量到的最大椎骨直径与体长之间的定量关系推断,完全相同的化石个体包括头部在内的总长度估计只有9.2米。岛田补充说:"当我们的研究团队意识到之前公布的同一巨齿鲨标本的两个长度之间的差异时,这真是一个'尤里卡时刻'。""这项新研究有力地表明,巨齿鲨的体型不仅仅是现代大白鲨的放大版,"另一位共同负责人菲利普-斯特恩斯(Phillip Sternes)指出,他曾师从岛田,并在德保罗大学获得硕士学位。Sternes 是这项研究的第一作者,现在是加州大学河滨分校的博士生。斯特恩斯说:"尽管巨齿鲨的身体相对于大白鲨而言到底有多长仍不确定,但这一新发现标志着在探索巨齿鲨的长相方面取得了重大科学突破。"这项新研究的研究团队由包括斯特恩斯和岛田在内的 26 名鲨鱼专家组成,他们代表了全球 29 个学术机构,包括英国、奥地利、意大利、日本、墨西哥、巴西、法国、澳大利亚以及美国。伍德指出:"要想对巨齿鲨的体型进行有意义的讨论,就必须在化石记录中发现至少一具完整或接近完整的骨骼。尽管我们的新研究在科学上取得了重大进展,但我们仍然不知道巨齿鲨到底是什么样子,这让我们的想象力不断增长。这种持续的神秘感使古生物学史前生命研究成为一个迷人而令人兴奋的科学领域。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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考古学家探索了剑齿虎牙齿的进化发展 访问:NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 在猫科动物和猎猫科动物颅骨中观察到的形态变化示例,这些物种的上犬齿有长有短。图片来源:Narimane Chatar / 列日大学剑齿虎是一种标志性的细长上犬齿,长期以来一直吸引着科学家和普通大众,这主要是因为它们曾多次出现在化石记录中,其中包括两个特别著名的剑齿虎品系:猫科(家猫、狮子、老虎等的家族)和猎猫科(一个完全灭绝的家族)。然而,这些家族获得细长上犬齿的过程仍然相当不清楚。耶鲁大学博物馆(耶鲁大学博物馆,美国纽黑文)扫描的剑齿虎 Eusmilus sicarius 的头骨和下颌骨。资料来源:N.Chatar/列日大学该研究的第一作者纳里曼-查塔尔(Narimane Chatar)在列日大学EDDy实验室完成了博士学位,现在是美国加州大学伯克利分校的博士后研究员。研究小组使用最先进的三维扫描仪和分析方法,精心收集和分析了来自各种现有和已灭绝物种的数据。"我们对来自不同时代和大陆的99个下颌骨和91个头骨的形状进行了量化,使我们对这些动物的进化有了更好的了解。揭开剑齿虎进化的秘密不仅丰富了我们对地球过去的了解,还记录了导致进化趋同的机制,"ULiège 的 EDDyLab 主任 Valentin Fischer 教授说。这项研究揭示了一些令人惊讶的结果。首先,在上犬齿较长的物种和上犬齿较短的物种中,并不存在两种截然不同的头颅形态,相反,在现今最小的猫科动物和已经灭绝的剑齿虎之间,存在着一种连续的形态。法属圭亚那大学的研究员玛戈-米肖博士说:"从形态学的角度来看,现今小型猫科动物的头骨与大型剑齿猫科动物的头骨一样奇特和经过改造。因此,这是猫科掠食者在地质年代演变过程中所经历的连续形态中的两个极端。""我们的研究表明,我们通常认为教科书中的进化模式例子实际上是出于教育目的而简化的。"罗马拉萨皮恩扎大学(University of Rome La Sapienza)博士后研究员达维德-塔马尼尼(Davide Tamagnini)解释说:"然而,当我们潜心进行统计分析时,就会发现这些案例中的情况要复杂得多,这也是我们的收敛性测试结果所表明的。"第二个惊喜涉及进化产生剑齿虎物种的路径。事实上,研究小组的研究发现,剑齿物种在进化史初期的形态进化速度要快于犬齿较短的物种。玛格特-米肖指出:"除其他引人入胜的发现外,我们还发现剑齿虎物种的颅颌齿一体化程度降低,从而促进了颌骨和头颅形态的适应性和多样化。"快速的形态多样化和可塑性较强的头骨被认为是促进猫科和猎猫科动物出现细长上犬齿的两个关键因素。查塔尔博士说:"因此,进化成类似剑齿猫科的食肉动物似乎有一个共同的秘诀。"最后,研究小组的研究强调了剑齿类动物的衰落以及猫科掠食者在其进化史上的广泛趋势。尽管剑齿虎"仅"在几千年前灭绝,但事实上,自中新世(距今-2300 万年至-500 万年前)以来,猫科掠食者一直在减少。塔马格尼尼博士解释说:"其中一些猫科掠食者,尤其是剑齿虎物种迅速占据了相当专门化的壁龛,这使它们更容易灭绝。"这种现象被称为"宏观进化棘轮",它被认为是某些族群衰落的潜在驱动力,在这种情况下,进化有利于早期普遍化形式的丧失,从而导致在族群历史的后期出现更加特化但也更加脆弱的形式。食肉动物有自己的进化途径和灭绝风险。费舍尔教授总结说:"研究远古食肉动物是如何繁荣和衰落的,可以为我们提供有关生态系统可能的未来的信息。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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考古学家发现南半球已知最古老的海洋爬行动物 长相类似尼斯湖水怪 来自瑞典乌普萨拉大学以及挪威、新西兰、澳大利亚和东帝汶的古生物学家在分析一批缺乏准确鉴定的化石时,发现了这一发现。通过分析和系统发育工作,研究小组将这块脊椎骨归类为属于幻龙的一块脊椎骨,幻龙主要栖息在泛塔拉萨超级大洋的南极海岸。乌普萨拉大学进化博物馆的本杰明-科尔(Benjamin Kear)是这项研究的第一作者,他说:"在新西兰发现的虹龙比之前已知的南半球最古老的蜥脚类化石要早4000多万年。我们的研究表明,这些古老的海洋爬行动物生活在当时南极圈内充满海洋生物的浅海沿海环境中。"南半球最古老的长尾龙的形态和生物地理背景 B.B. P. Kear et al/CurrentBiology/(CC By 4.0)在一次灭绝性事件中,地球上 95% 的生物灭绝,这些爬行动物被迫从陆地迁移到水中。化石记录显示,这些爬行动物很快就适应了新的水生栖息地,它们繁衍生息了 1.8 亿多年。但直到现在,我们只有证据表明它们存在于北极和中国西南部附近的水域。Kear 说:"我们利用经时间校准的长尾龙类全球分布进化模型表明,长尾龙类起源于赤道附近,在标志着恐龙时代开始的大灭绝之后,随着复杂海洋生态系统的重建,长尾龙类迅速向北和向南扩散,恐龙时代开始时,全球极端变暖,使得这些海洋爬行动物能够在南极繁衍生息。这也表明,古代极地地区很可能是它们最早的全球迁徙路线,就像今天鲸鱼进行的史诗般的跨洋旅行一样。"这一发现意义重大,因为它颠覆了现有的理论,即非恐龙经过数百万年才分散到其他地区,特别是南极。幻龙脊椎骨化石在被发现 40 年后终于得到确认研究人员认为,他们的化石属于与幻龙和鸥龙密切相关的类群。幻龙可以长到 7 米(23 英尺)长,被认为是由陆生蜥蜴进化而来的,具有桨状四肢、长颈和锋利的锥形牙齿。它们也被认为是长颈龙的远祖,长颈龙是中生代时期统治海洋的标志性长颈爬行动物,在白垩纪-古近纪恐龙灭绝事件中,它们也遭遇了与(非鸟类)恐龙相同的命运,被消灭殆尽。Kear 补充说:"毫无疑问,在新西兰和南半球其他地方,还有更多早已灭绝的海怪化石遗迹等待人们去发现。"这项研究发表在《当代生物学》杂志上。 ... PC版: 手机版:

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