中国科学家从3500万年前的粪便中发现地球长这样

中国科学家从3500万年前的粪便中发现地球长这样《iScience》第26卷第9期封面。图片来源:《iScience》这篇封面论文报道了越南北部始新世晚期距今3500万年前的55块保存完好的鳄鱼粪便化石,这次发现首次建立了鳄鱼粪新属种,论文通过粪化石生态学研究复原了那阳盆地的古环境面貌,这便是上图中的这幅优美的风景。粪化石:古生物研究的宝贵工具粪化石的研究历史其实已经跨越两个世纪了,从最初的默默无闻,到最近的多学科综合研究,粪化石被证明是古生物研究的宝贵工具。早在1829年,英国地质学家、古生物学家威廉·巴克兰(WilliamBuckland)首次研究了粪化石,并且创建了“Coprolite”(粪化石)这个名词,这成为后来所有粪化石的统称。当时,英国著名化石猎人玛丽·安宁注意到鱼龙化石的腹部经常有一些“小石头”,打碎小石头后竟然蹦出鱼骨或者鱼鳞化石。玛丽·安宁的观察引起威廉·巴克兰的注意,他经过细致研究后在1829年提出,这些小石头是鱼龙粪化石,粪化石上螺旋状的圈圈是在鱼龙肠道里形成的。1835年威廉·巴克兰在粪化石论文中的插图。图片来源:WilliamBuckland其实这不是威廉·巴克兰第一次注意到粪化石了,几年前他就观察到了鬣狗粪化石。1822年,他在调查一个洞穴沉积中的哺乳动物化石后写道:“这里有许多小球,可能是一种以骨头为食的动物的固体钙质排泄物……它的形状和外观类似斑鬣狗的粪便。”这里再补充一句,威廉·巴克兰还有一项值得纪念的成就,是在1824年他研究命名了恐龙第一个有效属种——斑龙。现在人们越来越关注粪化石研究,针对粪化石可以进行形态学、埋藏学、古生态学、孢粉学、生物地球化学及系统分类等一系列研究,揭示古生物的日常行为、营养关系、食性特征、消化道结构,甚至古DNA信息。根据粪化石重建的三叠纪海洋食物网。图片来源:MarieCueille英国布里斯托大学曾经对英格兰西南部三叠系海相地层中发现的大量粪化石进行了研究,利用CT扫描识别出各种生物的骨骼和鳞片,据此重建了两亿多年前古海洋生物的食物网,推测了捕猎者和被猎食者的关系,研究结果基本遵循了我们的一句口头禅:大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米。中国科学院南京地质古生物研究所在白垩纪琥珀中发现了短翅花甲昆虫及它排出的粪化石,昆虫身上及粪化石里面有大量花粉,这些花粉与菊类及蔷薇类植物花粉很像,表明在一亿多年前昆虫就为高等被子植物传播花粉,一直持续到今天。鳄鱼生存的古生态环境是如何重建的?文章开头提到的《iScience》这篇封面文章的研究工作是由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和越南国家自然博物馆合作完成。2018年秋天联合科考队在越南北部谅山省那阳盆地开展野外考察工作,那阳盆地是东南亚地区的重要化石地点,有丰富的动植物和遗迹化石,与我国广东茂名地区始新世化石地点相似。科考队在那阳煤矿发现了一百多件粪化石以及多种脊椎动物的化石材料。科考队在越南北部那阳煤矿考察。图片来源:吴飞翔考察中发现原位埋藏的鳄鱼粪化石,图中化石的尺寸可以参考小刀的大小。图片来源:保罗团队在后续的研究中,对这些粪便进行了一系列分析,包括描述形态进行分类、建立粪化石生物地层、观察组织切片、CT扫描发现内部物质、能谱分析显示元素峰值、孢粉分析重建植被面貌等等。越南那阳盆地始新世晚期鳄鱼粪化石。图片来源:保罗通过系统分类、孢粉学分析,研究发现:粪化石和恐龙足迹都属于遗迹化石,恐龙足迹的系统分类早已经获得广泛认可,但粪化石的系统分类一直裹足不前,主要有两个原因:一是由于埋藏和成岩作用,粪化石的保存情况存在差异,有的粪便拍成了饼,有的碎成了渣,能保存原样已经很少见了。二是有时同一种生物不同的食性会产生不同形态的粪便,这也容易理解,每天吃的东西不一样,排出的粪便也不同,春夏秋冬再加上逢年过节,每年的粪便形态至少得十几种风格吧。国际动物命名法委员会于1999年规定了遗迹化石的命名规则,在此规则下这项研究首次引入鳄鱼粪化石的命名法,命名了新属种Crococoprosnaduongensis,其中Crococopros是鳄鱼粪化石的意思,naduongensis表示粪化石的发现地越南那阳。粪化石及围岩中的孢粉。图片来源:保罗中国科学院西双版纳热带植物园的对粪化石及围岩进行了细致入微的孢粉学分析,发现孢粉极其丰富,共76种孢粉类型,包括两种藻类、3种蕨类、5种裸子植物、66种被子植物。这些孢粉可以直接帮助我们重建鳄鱼生存的古生态环境,表明三千多万年前越南那阳盆地是热带/亚热带气候,周边地势有高有低,植被环境存在变化。较高的山区是亚热带常绿阔叶林,较低的湖泊、沼泽是热带雨林环境,湖泊和沼泽中存在大量淡水藻类和水生植物,比如睡莲和浮萍。越南那阳盆地始新世生态环境复原全图。图片来源:保罗那阳煤矿化石点还发现过鱼类、灵长类、鸟类、龟鳖类等动物化石,结合植被及动物种类,科学家和画家一起就可以对古环境进行重建,还原越南那阳盆地三千多万年前的生态面貌,于是一幅治愈系画面慢慢打开:森林植被繁盛,河流或湖泊水量充沛,食物资源丰富,适合生物繁衍生息。鳄类作为这里食物链的顶端成员,在这里蓬勃发展,吃饱喝足,悠闲排便。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386921.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1386921.htm

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科学家在2亿年前的粪便化石中发现古代寄生虫

科学家在2亿年前的粪便化石中发现古代寄生虫在泰国猜也奔府NongYakong村采集的铜绿岩。图片来源:Nonsrirach等人,CC-BY4.0寄生虫是生态系统中常见的重要组成部分,但由于化石记录较少,很难对古代寄生虫进行研究。寄生虫通常栖息在宿主的软组织中,而这些软组织很少保存为化石。不过,也有在粪便化石(桡骨化石)中发现寄生虫痕迹的情况。在这项研究中,Nonsrirach及其同事描述了在泰国怀欣拉特地层的一块晚三叠世桡足石(距今已有2亿多年的历史)中发现寄生虫的证据。这块桡足石呈圆柱形,长度超过7厘米。根据它的形状和内容物,研究人员认为它很可能是由某些种类的植龙目产生的,植龙目是类似鳄鱼的食肉动物,在这个化石地点也有发现。对桡龙石薄片的显微分析发现了六个小的圆形有机结构,长度在50-150微米之间。其中一个椭圆形的厚壳结构被确认为寄生线虫的虫卵,其他的似乎是其他虫卵或身份不明的原生动物囊肿。这是亚洲三叠纪晚期陆生脊椎动物宿主体内寄生虫的首次记录,也是对明显受到多种寄生虫感染的古代动物生活的罕见一瞥。这一发现也增加了中生代动物桡骨内保存的线虫卵的已知实例。因此,这些发现是对科学认识远古寄生虫分布和生态学的重大贡献。作者补充说:"桡足石是一个重要的古生物宝库,其中包含多种未被发现的化石,拓展了我们对古代生态系统和食物链的认识"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376413.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1376413.htm

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科学家在600万年前的龟壳中发现DNA的痕迹

科学家在600万年前的龟壳中发现DNA的痕迹研究人员在甲壳中发现了保存下来的骨细胞,这些骨细胞呈现出类似细胞核的结构,并在其中发现了DNA痕迹。资料来源:罗萨里奥大学埃德温-卡德纳博士和STRI这些遗骸由哥伦比亚波哥大罗萨里奥大学的埃德温-卡德纳博士(EdwinCadena)领导的古生物学家团队进行分析,卡德纳博士同时也是巴拿马史密森尼热带研究所的助理研究员。在巴拿马加勒比海沿岸的皮尼亚海滩发现了600万年前的龟壳化石。图片来源:维也纳大学卡洛斯-德-格拉西亚(CarlosDeGracia)和STRI在检测到保存下来的具有类似细胞核结构的骨细胞(骨细胞)后,他们使用一种名为DAPI的溶液来检测是否存在遗传物质。卡德纳博士在谈到古DNA时指出:"在地球上的整个脊椎动物化石记录中,以前只在两块恐龙化石中报道过这种情况,其中一块是霸王龙的化石。"这一发现使保存在巴拿马加勒比海岸的脊椎动物化石具有了极其重要的意义,它不仅有助于了解巴拿马地峡出现时的生物多样性,还有助于了解软组织和可能的原始生物物质(如蛋白质和DNA)的保存情况,而这正是分子古生物学这一新兴领域的重要组成部分。这项研究的合著者、隶属于STRI的博士研究员卡洛斯-德-格拉西亚(CarlosDeGracia)说:"我们多年来从巴拿马抢救出的加勒比化石有助于改写地峡海洋脊椎动物的历史。"这项研究是史密森尼热带研究所与罗萨里奥大学自然科学系合作的成果,并得到了罗萨里奥大学和巴拿马国家科学技术部的资助。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400143.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1400143.htm

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科学家在距今1200万年前的蜗牛壳化石中发现第一种多烯色素

科学家在距今1200万年前的蜗牛壳化石中发现第一种多烯色素彩色蜗牛壳化石(左)和现代蜗牛壳(右边的大标本)。图片来源:KlausWolkenstein这使得哥廷根大学和维也纳自然历史博物馆(NHMW)的研究人员的这一新发现更加令人吃惊:他们在距今1200万年前的蜗牛壳化石中发现了色素。这是世界上首次在化石中发现的几乎原封不动保存下来的多烯类色素。这项研究发表在《古生物学》杂志上。奥地利Nexing中新世沉积物中的Pithocerithiumrubiginosum贝壳化石(高1.5厘米)(左)和氟化钙圆盘(圆盘直径2厘米)上分离出的红色多烯色素(右)。资料来源:KlausWolkensteinNHMW的古生物学家在奥地利布尔根兰州发现了蜗牛超科Cerithioidea的蜗牛壳。这些蜗牛生活在一千二百万年前的热带海边。参与这项发现的NHMW教授马蒂亚斯-哈扎豪泽(MathiasHarzhauser)解释说:"他说:"目前还不清楚这些淡红色的花纹是来自原始的贝壳,还是后来在沉积物中形成的。哥廷根大学地球科学中心的研究人员解开了这个谜团。他们利用拉曼光谱分析了这些色素。这包括用激光照射样品。样品反射出的散射光可以用来清楚地识别化合物。他们在贝壳化石中检测到了属于多烯类化学物质的色素。这些有机化合物包括众所周知的"类胡萝卜素",例如,鸟类羽毛、胡萝卜和蛋黄中鲜艳的红色、橙色和黄色就是由类胡萝卜素产生的。领导这项研究的克劳斯-沃肯斯坦(KlausWolkenstein)博士多年来一直在哥廷根大学研究化石颜料的化学性质:"通常情况下,经过这么长的时间,我们所能希望的是这些化学物质降解产物的痕迹。但是,如果降解,这些化合物就会失去颜色。因此,在距今1200万年前的化石中发现这些几乎完好无损的色素确实令人惊讶。"编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426721.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1426721.htm

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科学家发现地球生命的潜在星际起源在地球上出现生命之前,基本的有机分子是由氮、硫、碳和磷等稀缺元素形成的。新的研究表明,富含这些元素的宇宙尘埃可能通过在地球上,特别是在冰原融洞中的高浓度积累,启动了前生物化学,从而有可能导致生命组成元素的形成。资料来源:NASA/JPL-Caltech事实上,生命的基本组成元素是如此稀少,以至于化学反应很快就会耗尽,如果它们真的能够进行的话。地球组成岩石的侵蚀和风化等地质过程也无法确保充足的供应,因为地壳中包含的这些元素实在太少了。尽管如此,在地球历史的前5亿年里,发生了一种前生物化学反应,产生了诸如RNA、DNA、脂肪酸和蛋白质等有机分子,所有生命都是在这些有机分子的基础上诞生的。所需数量的硫、磷、氮和碳从何而来?地质学家、诺米斯研究员克雷格-沃尔顿坚信,这些元素主要是以宇宙尘埃的形式来到地球的。这些尘埃是在太空中产生的,例如当小行星相互碰撞时。即使在今天,每年仍有约3万吨尘埃从太空落到地球上。然而,在地球诞生的早期,尘埃的数量要大得多,每年高达数百万吨。然而,最重要的是,尘埃粒子含有大量的氮、碳、硫和磷。因此,它们有可能引发化学级联反应。然而,灰尘的散布范围很广,在任何一个地方都只能发现极少量的灰尘,这一事实与上述说法相悖。沃尔顿说:"但如果把运输过程包括在内,情况就会不同。风、雨或河流在大范围内收集宇宙尘埃,并以浓缩的形式沉积在某些地方。"澄清问题的新模式为了弄清宇宙尘埃是否可能是启动前生物化学(反应)的源头,沃尔顿与剑桥大学的同事们一起建立了一个模型。研究人员利用该模型模拟了在地球历史的最初5亿年里,有多少宇宙尘埃落到了地球上,以及这些尘埃可能在地球表面的哪些地方积聚。他们的研究现已发表在科学杂志《自然-天文学》上。该模型是与剑桥大学的沉积专家和天体物理学家合作开发的。英国研究人员专门从事行星和小行星系统的模拟研究。模拟显示,早期地球上可能存在宇宙尘埃浓度极高的地方。而且,来自太空的补给源源不断。然而,地球形成后,尘埃雨迅速锐减:5亿年后,尘埃流比零年小了一个数量级。研究人员将偶尔出现的上升高峰归因于小行星碎裂并向地球发送了尘埃尾流。冰原上的融化洞是尘埃陷阱大多数科学家和普通人都认为,地球被岩浆海洋覆盖了数百万年;这将在很长一段时间内阻止宇宙尘埃的迁移和沉积。沃尔顿说:"然而,最近的研究发现,有证据表明地球表面冷却和凝固的速度非常快,并形成了大面积的冰原。"根据模拟结果,这些冰原可能是宇宙尘埃积聚的最佳环境。冰川表面的融化孔--即所谓的冷冻孔--不仅会使沉积物积聚,也会使来自太空的尘粒积聚。随着时间的推移,尘埃粒子中释放出相应的元素。当它们在冰川水中的浓度达到临界值时,化学反应就会自动开始,从而形成有机分子,这就是生命的起源。即使在熔洞冰冷的温度下,化学过程也有可能开始进行。沃尔顿说:"低温并不会破坏有机化学,相反,低温下的反应比高温下的反应更有选择性和特异性。其他研究人员已经在实验室中证明,简单的环形核糖核酸(RNA)会在冰点附近的温度下自发地在这种融水汤中形成,然后进行自我复制。该论点的一个弱点可能是,在低温条件下,形成有机分子所需的元素只能非常缓慢地从尘埃粒子中溶解出来。"启动关于生命起源的辩论沃尔顿提出的理论在科学界并非没有争议。这项研究肯定会引发一场有争议的科学辩论,但它也会引发关于生命起源的新观点。早在18和19世纪,科学家们就确信陨石将沃尔顿所说的"生命元素"带到了地球。即使在当时,研究人员也在来自太空的岩石中发现了大量这些元素,但在地球的基岩中却没有发现。沃尔顿说:"然而,从那时起,几乎没有人考虑过前生物化学主要是由陨石引发的这一观点。"沃尔顿解释说:"陨石的想法听起来很有吸引力,但有一个问题。一块陨石只能在有限的环境中提供这些物质;陨石撞击地面的位置是随机的,而且无法保证进一步的供应。我认为,生命的起源不太可能依赖于几块广泛而随机散落的岩石。"另一方面,我认为富集的宇宙尘埃是一个可信的来源。"沃尔顿的下一步将是通过实验检验他的理论。在实验室中,他将使用大型反应容器来重现原始熔洞中可能存在的条件,然后将初始条件设定为40亿年前低温熔洞中可能存在的条件,最后再观察是否真的发生了产生生物相关分子的化学反应。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428240.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428240.htm

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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9:49PM

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科学家在树木化石中发现意想不到的独特树冠结构

科学家在树木化石中发现意想不到的独特树冠结构Sanfordiacaulis模型,简化了分支结构,以便于可视化。请注意,人类是为比例尺而提供的,但并不与树同时存在。资料来源:TimStonesifer缅因州沃特维尔科尔比学院的罗伯特-加斯塔多说:"这棵树在其骨瘦如柴的树干上长出了长长的叶子,而且在短短的树干上长出的叶子数量之多令人吃惊。"他解释说,这些3.5亿年前的树木的形态看起来有点像蕨类植物或棕榈树,尽管棕榈树是在3亿年后才出现的。不过,蕨类植物或棕榈树的功能叶子都集中在顶部,而且数量相对较少。"相比之下,Sanfordiacaulis树干周围保留了250多片树叶,每片部分保留下来的树叶距离树干1.75米,"加斯塔多说。"我们估计,每片叶子至少再长一米才会终止。这意味着'瓶刷'有一个茂密的树冠,树叶在树干周围至少延伸了5.5米(或18英尺),而树干是非木质的,直径只有16厘米(或0.5英尺)。至少可以说是令人吃惊的"。这项工作得益于与圣约翰新不伦瑞克博物馆的马修-史汀生(MatthewStimson)和奥利维亚-金(OliviaKing)以及哈利法克斯圣玛丽大学的长期国际合作。研究人员的发现为植物的进化和乔木化提供了重要启示,乔木化指的是植物长到树高,或者成熟时至少有15英尺高。研究人员说,这些发现还提醒我们,在地球生命的历史长河中,曾经存在过一些我们从未见过的树木,有些看起来就像是来自苏斯博士的想象。Sanfordiacaulisdensifolia化石(比例尺为1米)。资料来源:马修-史汀生加斯塔多说:"我们都有一个关于树的心理概念,这取决于我们生活在地球上的哪个地方,我们对熟悉的事物都有一个憧憬。我们报告的化石是独一无二的,是生命史上一种奇特的生长形式。它是森林植物经历生物多样化时期的进化实验之一,而且这种形态似乎寿命很短。"这些化石是由于地震引发的灾难性地震掩埋了裂谷湖边缘的树木和其他植被而保存下来的。大约7年前,第一个树木化石从一个采石场出土,但其中只有一个部分样本。加斯塔多说,又过了几年,才发现了另外四种空间距离很近的同一种植物的标本。其中一个标本揭示了树叶是如何离开树顶的,这使得它"绝对独一无二"。研究人员说,在长达4亿多年的化石记录中,只有少数树干被保存了下来,而树冠上的树叶仍然附着在树干周围。"任何树冠完整的化石在生命史上都是罕见的,"加斯塔多说。"树冠叶片附着在树干上,这本身就引出了一个问题:这是一种什么样的植物,这种植物是如何组织的,它是一种延续至今的形式,还是超出了'正常'的树的概念?所有这些问题,以及更多问题,都促成了这项历时多年的工作"。研究人员报告说,这棵树很可能依靠其不同寻常的生长形式来最大限度地捕捉光照,减少与地面上其他植物的竞争。他们认为,这棵树现在代表了较小的树木生长在较高的林冠下的最早证据。这意味着早石炭纪时期的植物生活比预期的要复杂得多,表明桑福迪卡利斯生活在植物"试验"各种可能的形态或结构的时代。"陆地上的生命史由动植物组成,它们与目前生活的任何生物都不同,"加斯塔多说。"过去深处的进化机制导致生物成功地生活了很长时间,但它们的形状、形态、生长结构和生活史却有着不同的轨迹和策略。罕见和不寻常的化石,如来自新不伦瑞克的这一案例只是殖民我们星球但却不成功的实验的一个例子"。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419845.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1419845.htm

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