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

圖1,來自Just等人,2014年。“樹枝狀圖藻屬”Dendrogramma discoides 在左側標星號;其餘標本為“謎樹枝狀圖藻”D. enigmatica。標本因儲存在酒精中而收縮。點選圖片檢視來源。
一種新動物的發現能夠撼動動物分類學的根基,並同時形成其自身的新門類——動物界中的最高分類等級,這種情況並非每天都會發生,但今天就是這樣的一天。這些新動物——“謎樹枝狀圖藻”Dendrogramma enigmatica 和 “盤狀樹枝狀圖藻” Dengrogramma discoides——是否代表了一種前所未有的生命形式尚不確定。它們可能是一些奇怪的刺胞動物或櫛水母,或者可能是某種尚未確定的更大動物的碎片。但它們的外觀以及與幾種長期以來被認為已滅絕的埃迪卡拉生物群的相似性,讓人燃起了希望,我們終於可能擁有地球上基礎且神秘的生物群落之一的活體代表。科學家們表示,這一發現也象徵著地球水面之下仍有許多未被探索的領域,無數奇蹟等待著被發現。
“我們可以登上月球,但我們仍然不瞭解深海,”描述這些新動物的新論文的共同作者萊因哈特·克里斯滕森說。這是一個我完全贊同的觀點。
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我在《國家地理每日新聞》中報道了這個故事。
像往常一樣,我沒有足夠的篇幅來講述我學到的一切,所以這裡有一些額外的花絮。
擱淺在辦公桌上
讓·賈斯特是今天發表在《PLOS ONE》上的新研究的第一作者,也是一位訓練有素的甲殼動物專家。1986年,他意外地在伍茲霍爾海洋研究所的底棲雪橇從澳大利亞船隻ORV富蘭克林號在澳大利亞和塔斯馬尼亞之間的巴斯海峽水域400米和1000米深處拖網採集的大量海底樣本中發現了這些生物,之後,他便被推上了不太可能的照料者的角色。眾所周知,海峽的海底是獨特的。與大多數由柔軟沉積物或泥漿組成的深海海底不同,這裡的海底由粗糙的貝殼和沙子與泥漿混合而成,這對採集裝置來說很堅硬。克里斯滕森說,可能正因為如此,這裡也以棲息著來自其他類群(如甲殼動物)的 необычные 動物而聞名。
當賈斯特拿到樣本時,它們已經被固定在福爾馬林中,然後用乙醇處理,顯然不適合進行DNA取樣。儘管如此,他給任何人看過這些樣本——包括至少七位該領域的專家——他們都沒有見過類似的東西。
它們的形態如此令人震驚,以至於即使沒有分子分析,他和他的同事也堅持發表,即使它們已經在他的辦公桌上的酒精中坐了將近三十年(早期的發表嘗試因缺乏額外證據而失敗——這次他們可能成功了,因為他們拍攝了更好的照片和新的掃描電子顯微照片),而我為這個故事採訪的另外兩位科學家都表示,他們非常慶幸他們這樣做了。
尚未死亡?
“樹枝狀圖藻屬”Dendrogramma 與具有閃閃發光的纖毛排的凝膠狀動物(稱為櫛水母或櫛水母動物)以及由水母、珊瑚、海葵和海筆組成的刺胞動物類群具有一般的相似性,但它不能(至少目前)被歸類為這些類群中的任何一個,或者實際上是任何現有的動物類群。
與這兩個生物類群一樣,“樹枝狀圖藻屬”Dendrogramma 似乎也僅由兩個主要的胚胎細胞層組成(即,它是“兩胚層”的,大多數動物由三層組成,是“三胚層”的),這兩層細胞之間包裹著一種叫做中膠層的凝膠狀液體。與這些動物一樣,它們似乎也只有一個消化/血管開口。但它們也缺乏許多定義櫛水母或刺胞動物的關鍵特徵:刺細胞(稱為刺絲囊)或粘細胞(稱為粘細胞),環管,特殊的感覺器官或帶有基底融合纖毛的推進脊。
賈斯特還認識到,這些動物與來自埃迪卡拉生物群的某些化石非常相似——埃迪卡拉生物群是一群奇怪的、大型的多細胞生物,它們在大約6.35億至5.45億年前繁盛,然後在大多數現代動物類群的祖先在寒武紀大爆發中突然出現時,似乎消失了。在下圖A中,“樹枝狀圖藻屬”Dendrogramma 是根據新鮮固定的標本繪製的(左側)。D 顯示了埃迪卡拉化石“阿爾巴馬雷斯”Albumares 的痕跡,E 顯示了埃迪卡拉“皺紋錐體化石” Rugoconites 的痕跡。
如果“樹枝狀圖藻屬”Dendrogramma 被證明與櫛水母或刺胞動物(仍然是一種重要的可能性)有相當密切的親緣關係,這也可能意味著這些類群的祖先在埃迪卡拉紀就已經進化出來,並且許多“埃迪卡拉生物”以珊瑚礁和水母的形式存活至今。或者這可能只是一種巧合。趨同進化——當不相關的生物透過適應相似的環境而進化得彼此相似時——在地球上很常見。
而且,真刺胞動物和櫛水母都有一些以非常極端的方式進化的。底棲櫛水母看起來像薄薄的、有時色彩鮮豔的拖著飄帶的薄膜,並且是
其他無脊椎動物的寄生共生體(生活在另一種生物之上或之中,既不使宿主受益也不損害宿主的生物)。“花狀布登勃洛克蟲”Buddenbrockia 看起來像蠕蟲,但其DNA顯示它是一種寄生性刺胞動物。生物學家西蒙·康威·莫里斯以其對早期動物(特別是寒武紀大爆發中的動物)的研究而聞名,我為我的《國家地理》報道採訪了他,他認為“樹枝狀圖藻屬”Dendrogramma 最有可能被證明是某種異常的,但不一定是寄生性的刺胞動物。
另一方面,一種名為“異渦蟲”Xenoturbella 的奇怪蠕蟲最初被歸類為扁形動物和軟體動物,但最終透過DNA分析被揭示為一個重要的、獨特的類群,它是被稱為後口動物的大型動物類群的最近親,研究早期動物進化的列昂尼德·莫羅茲說,他也是另一個受訪者。因此,真正非凡的東西能夠倖存下來是有先例的。
但在我們開啟香檳慶祝之前,需要有人找到更多這些生物,以便我們可以研究它們的DNA,我採訪的所有人都同意這將解決問題。賈斯特說,儘管他希望有機會讓人們再次尋找這些生物,但找到它們將是困難的。除了確保大型遠洋研究船的服務(該船能夠在惡劣的取樣條件下在3000米深的海底拖網)所固有的困難之外,這些生物本身一定也很稀有和分散,否則科學家早就應該發現了它們。儘管如此,作者們希望,在這篇論文發表後,有人會站出來說他們以前見過這些生物(獎勵:他們仍然有一些放在辦公桌上的罐子裡),或者他們有一艘裝置齊全的研究船停在那裡,引擎運轉準備駛往澳大利亞。我祝他們好運。
如果您想閱讀故事的其餘部分,請前往《國家地理》。
