本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
動物可能認為它們現在擁有這個星球，但並非一直如此。
地球有 45 億年的歷史，但第一批動物出現的時間不超過 6 億或 7 億年前。在剩餘的大部分時間裡，地球由微生物統治。
但根據來自非洲的新化石，大約在 21 億年前，某種較大的生物顯然在泥濘中爬行。如果它不是動物，那是什麼呢？
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續報道關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。
有問題的結構嵌入在來自加彭東南部的含化石沉積岩群中。加彭。科學家們，他們最近在《美國國家科學院院刊》上發表了這些發現，掃描了這些岩石並製作了這些精美的 3D 動畫
為了理解這裡可能發生了什麼，有必要了解一些關於早期地球的知識。生命在我們的星球形成後不久就進化出來了。但在很長一段時間裡，所有生物都非常微小。當時的地球大氣層與現在截然不同。它不含氧氣，而且沒有原始 O2 所能提供的代謝能力，很難長大。
然後，一場災難發生了。 大氧化事件發生在 24 億年前左右。細節仍然模糊，但這很可能是由於光合作用由藍藻發明的結果。
光合生物可以利用 100% 免費的陽光，從二氧化碳和水中製造自己的食物。光合作用的“廢物”產物是氧氣。最初，大氣中的甲烷以及陸地和海洋中的鐵吸收了過量的 O2，形成了巨大的鐵鏽沉積物，至今仍然可見，稱為條帶狀鐵地層。
但最終，這些緩衝物耗盡了。氧氣在大氣中積累，地球上的一切都變得不一樣了。首先，氧氣對絕大多數現有生命都是有毒的。一場大滅絕發生了，同時發生的還有第一次，也可能是時間最長的雪球地球事件，我們的星球冰封了 3 億個漫長的歲月。
那是地球的青春期。地球正經歷著艱難的時期。
最終，生命進化出了能夠耐受甚至利用氧氣的能力。藉助氧氣所能提供的富含能量的生物化學，生命可以變得龐大。學會利用氧氣的生物包括我們自己的祖先。我們每次呼吸都在享受他們的發現帶來的回報。
就在這個時代的末期，大約在 21 億年前，動畫中顯示的線狀化石沉積在了現在的加彭東南部。它們是包括統稱為 弗朗斯維爾生物群在內的其他大型生命形式在內的大量化石的一部分，弗朗斯維爾生物群的出現是由於大氣中氧氣的暫時爆發。這些生物生活在靠近海岸的淺水海床下，而這些床層不出所料是富氧的。較淺的沉積物是 疊層石的家園，疊層石是由細菌和石頭組成的婚禮蛋糕狀甜點。線狀化石沉積在稍深的水域中。
這些線狀物主要在黃鐵礦中化石化，直徑達 6 毫米（1/4 英寸），長度達 17 釐米（7 英寸）。線上狀化石附近，是似乎是微生物墊的遺骸，微生物墊是細菌大量生長的牧場。
這些線狀物通常是直的、不分支的，並且保持在單一的層理面內。然而，隧道的直徑在其長度上會波動。它們中的大多數都有一個圓形的末端，但其中一個的尖端有一個可疑的球形黃鐵礦物體。
有些線狀物會執行懶散的彎曲或急轉彎。
在其中一塊化石中，一塊片狀物似乎聚結成了一條線狀物。
什麼可以解釋這些特徵？如果是像動物這樣的固體生物創造的，人們會預期線狀物的直徑是恆定的（並且它們的年代也會年輕 15 億年）。但事實並非如此。
該團隊將這些線狀物與由黃鐵礦純粹物理過程形成的類似結構進行了比較，但得出的結論是它們的成分、形狀和紋理都不同。
另一種可能性是，這些線狀物是絲狀細菌的身體化石，例如今天仍然存活的硫氧化細菌 Thioploca 或 Beggiatoa。但尺寸不對。這種細菌束的直徑通常不超過半毫米——小得多。
另一方面，作者說，這些線狀物的形狀及其與岩石基質的關係讓人聯想到粘液黃鐵礦化時形成的結構。這種遺蹟化石——由生物體的運動產生的結構，但不是生物體本身——往往更龐大、分支更多，並且融入了環境中的垃圾。
今天活著的許多生物都會留下粘液軌跡。但只有一群這樣的生物——或類似它們的生物——才有可能在那個時期存在。那將是細胞性粘液黴菌。
這些奇異的生物由變形蟲組成，它們以細菌為食，並在生命的大部分時間裡獨立生活。但是當它們的食物耗盡時，它們會聚集起來形成一個超級生物，稱為“蛞蝓”，儘管它由數千個個體組成，但它的移動和行為就像一種簡單的動物，會在身後留下粘液軌跡。
看起來顯示片狀物聚結成線狀物的化石暗示了這種可能性，線狀物直徑的變化也是如此，這可能反映了一種對身體形狀持開放態度的生物。
一些線狀化石似乎相互交叉並融合在一起，正如粘液黴菌蛞蝓偶爾會做的那樣（當您已經由數千個個體組成時，再多幾千個又算什麼呢？）。相反，細胞性粘液黴菌蛞蝓有時會分裂，這種現象稱為孿生。
許多線狀物似乎也平行移動。現代粘液黴菌蛞蝓會對其環境中氨、溫度和氧氣的簡單梯度做出反應，以尋求到達土壤表面。如果這些確實是古代的“粘液黴菌”，那麼它們可能同樣以串聯方式對某種簡單梯度做出反應。
作者說，在這些線狀物附近化石化的微生物墊非常豐富且有規律地分佈。如果光合生物能夠利用過濾到它們的光線，那麼即使在深處，這種墊也可能既是食物來源，又是氧氣綠洲。在現代海床中，生物墊中的氧氣濃度可能比上覆水體中的氧氣濃度高 4 倍，這突出了它們所代表的資源，以及可能向有觀察力的捕食者暴露其位置的化學梯度的基礎。
因此，線狀化石可能講述的故事是，類變形蟲的微生物以埋藏在沉積物中的微生物墊為食，當它們的食物耗盡時，它們會結隊前往下一個牧場。
在現代細胞性粘液黴菌中，蛞蝓越大，移動速度越快。古代粘液黴菌可能也發現，透過合作，它們可以更快更有效地掠奪細菌村莊，就像挪威海盜藉助維京船掠奪中世紀歐洲一樣。
然而，這些化石與現代細胞性粘液黴菌之間存在一些差異。現代粘液黴菌比假定的化石粘液黴菌小得多。雖然如前所述，這些線狀物的寬度約為 6 毫米，長度可達 17 釐米，但典型尺寸的現代細胞性粘液黴菌Dictyostelium discoideum的寬度僅為 0.2 毫米，長度為 1-2 毫米（但仍然能夠垂直遷移高達 7 釐米）。
此外，所有現代細胞性粘液黴菌都生活在土壤中，而不是海底沉積物中。將大小和棲息地放在一起考慮，現代細胞性粘液黴菌和創造這些古代線狀物的生物似乎不太可能直接相關。相反，作者認為，一些身份不明的古代類變形蟲生物進化出非常相似的行為方式。
它們並沒有迎來幸福的結局。在這些化石形成後不久，大氣中的氧氣含量驟降至接近複雜生命的下限水平，持續了十億年。這可能終結了這些古代的、有進取心的粘液黴菌，地球上最早的宏觀移動生命實驗之一。
參考文獻
El Albani, Abderrazak, M. Gabriela Mangano, Luis A. Buatois, Stefan Bengtson, Armelle Riboulleau, Andrey Bekker, Kurt Konhauser 等人。“21 億年前富氧淺海環境中生物體的運動性。”《美國國家科學院院刊》 116, no. 9 (2019): 3431-3436。