細胞何時發現了架構

1997年初，當時我還是大學新生，正在考慮是學習生物學還是考古學，我打開了我的《Discover》雜誌，看到一篇文章，它讓我震驚並著迷。“當生命很奇怪時”，標題寫道，如果這還不能吸引我，那麼照片就做到了。照片是埃迪卡拉生物群，這些生物以澳大利亞東南部多石的山丘命名，它們於1946年首次在那裡被發現，它們臃腫、怪異的身體真是太棒了。

那裡有兩側輻射的卵圓形盤狀

狄金森水母，類海筆狀的蘭吉亞和 查尼盤蟲的葉狀體， 環輪水母的嵌入菠蘿圈中的水果圈，以及 三葉蟲的邪惡彎曲且極其華麗的漩渦。 很久以後，我發現了來自加拿大紐芬蘭省迷霧角的分形藻光榮的鯊魚牙烤肉串。想象一下：一個完整的海洋生物世界，看起來幾乎不像今天活著的任何東西，它們曾經短暫地統治海洋——但最終永遠消失了。多麼令人興奮的事情啊！

但是這些東西是什麼呢？沒有人真正確定。它們似乎在某種程度上是膨脹的，或者是氣動的——這種狀態在今天幾乎不存在於任何生物中。它們直接早於寒武紀生命大爆發——動物的突然爆發，產生了導致水母、蟑螂、霸王龍和巨型樹懶的譜系。顯然，那是一件重要的事件，但是這個迷人的序曲呢？是我們這些強大的高等動物消滅了可憐的、手無寸鐵的、氣球動物嗎？或者我們至少部分是從它們進化而來的嗎？那麼它們又是從哪裡來的呢——除了憑空出現？

科學家們仍在努力回答所有這些問題。但是，在

2月份《自然》雜誌上發表的一篇論文——在相對較少關注的情況下——首次展示了一個全新的埃迪卡拉生物群，該生物群比經典的埃迪卡拉生物群早2000-4000萬年。一個群體，其中一些成員看起來——令人驚訝地——像今天的生物。事實證明，這個群體可能是在地球從有爭議的“雪球地球”災難中出現後不久進化而來的——甚至可能被它促使進化。據我們所知，這個群體是地球上藻類、植物，甚至可能是動物的最早的倖存化石。它們被稱為藍田生物群。它們也很棒。

此前，已知最古老的埃迪卡拉生物群大約有5.8億年的歷史——比寒武紀早約4000萬年。為了解釋它們枕頭狀的外觀，科學家們推測它們可能在其組織中含有光合藻類，或者透過吸收穿過其薄薄身體的營養物質來進食。它們似乎生活在潮汐灘塗或淺潮汐池中，並在被沉積物覆蓋時被儲存下來，儘管有些生物，如阿瓦隆生物群，是深海生物，透過滲透吸收溶解的營養物質來勉強生存。

在發現藍田生物群之前，唯一被認可的早於埃迪卡拉紀的大型多細胞化石是

疊層石，藍綠藻高層建築，形態複雜性有限：它們只是藍藻生物膜堆疊層層後留下的房屋。它們已經存在了至少30億年。在它們進化後……幾乎沒有發生什麼變化。至少在形狀和大小方面，生命在很長一段時間內幾乎沒有改變。直到發生了一件非常大的事情：地球完全凍結了。或者泥濘的。或者可能在赤道周圍有一圈水，或者以其他奇怪的構造存在。或者可能根本沒有。無論情況如何，根據近乎全球範圍的冰川沉積物的出現，一些地質學家認為我們的星球結冰了。

那些認為地球結冰的人認為，在元古代晚期，在恰如其分地命名為成冰紀的時期，地球結冰了三次，每次持續數百萬年。這個時期之後是元古代的最後一個時期：埃迪卡拉紀，從6.35億年前延伸到5.42億年前。反過來，寒武紀緊隨其後。到目前為止，已知最古老的埃迪卡拉化石群被稱為阿瓦隆生物群，最早出現於大約5.75億至5.8億年前。

但在中國東部，南京以北，有一層被稱為藍田組的岩層，由一種叫做頁岩的片狀泥岩組成。裡面是化石——科學家們現在報告說，這是最新的，也是最早的埃迪卡拉生物群。儘管許多化石在10多年前就被發現、描述和命名，但它們被錯誤地定為5.51億年前。在《自然》雜誌的論文中，中國科學院、西北大學和弗吉尼亞理工學院的科學家糾正了這一點，估計它們的年齡為6.07億至6.35億年。

頁岩缺乏任何交叉條帶或波浪或水流引起的結構。這些岩石形成於平靜的水域中。大多數化石似乎附著在海底。並且在裡面發現的化石是隨機定向的，沒有摺疊或破碎。它們不是被水流衝到那裡的，也不是從上方沉積下來的。它們似乎是在它們生活的地方靜靜地死去。作者認為，那是一個暴風浪基面以下的泥濘底部，但仍然可以被陽光照射到。

它們共同構成了一個生物多樣性的自助餐。與其他埃迪卡拉生物群不同，這些化石中的一些因其相同性而非其古怪性而令人震驚。一種二叉分枝的形態（見頂部照片）非常像現代藻類（

在此處向下滾動至照片）。一種化石（見左圖）類似於類似於現代海棕櫚Postelsia palmaeformis。

 

 

 

 

但其他一些仍然是神秘的。一種可能是一種息肉狀生物。其他生物[右]的軸向痕跡可能是蠕蟲狀生物的消化道，帶有“吻”，或者可能是另一種藻類，帶有“固著器”和“柄”。這個奇怪的鏈條可能是任何東西[下圖，左]。

總而言之，科學家們估計藍田動物群由大約15種主要複雜形態組成。它們可能是15個不同的物種，或者有些可能是其他物種的不同發育階段。引人注目的是，似乎沒有物種重疊——根據蓋伊·納博內在《自然》雜誌論文的評論中提出的觀點，甚至可能在界一級——與深海阿瓦隆生物群（之前大型生命的記錄保持者）重疊。阿瓦隆充滿了“傳統”的氣動埃迪卡拉生物群。藍田生物群則以大型藻類為主。這既與棲息地的差異有關，也與不同儲存的細節（阿瓦隆是砂岩）有關。

這裡有一個真正有趣的地方。包含化石的地層直接位於（對於地質學家來說，是整合的）我們認為的雪球地球最後一次冰川作用的沉積物岩層之上。因此，很可能是大規模全球冰川作用刺激的海水氧化和其他海洋化學變化觸發了“大型生命”的發展。

當然，藍田生物群保持著最古老埃迪卡拉化石的當前記錄，但這並不意味著它們是，而且它們幾乎肯定不是。與所有化石記錄一樣，一些生命是偶然儲存下來的，但大多數沒有。而在儲存下來的化石中，很多可能在過去的6億年中被侵蝕掉，因此丟失了，而很多可能仍然暴露在地球表面或深埋在地球內部，未被發現。

並且仍然存在一個差異。早期的生物體——無論是否進行光合作用——被認為奉行嚴格的“無氧氣，無呼吸，無生命”政策。但是這些化石所在的岩石表明，藍田海洋中缺乏氧氣。為了解釋這一點，作者認為海洋正處於氧化過程中，並且在短時間內——太短以至於無法進行適當的取樣和檢測——通常令人窒息的藍田海底位於富氧水之下。這些新的生命形式，在不知道更好的情況下，偷偷溜進去利用了無人居住的黃金地段。但是氧氣很快消失了，窒息、儲存並將它們埋葬在泥濘的墳墓中。我們最終從這些墳墓中找回了它們，6億年後。如果它們真的是藻類，它們會很高興終於再次見到光明。

來源

宏觀且形態分化的真核生物的早期埃迪卡拉組合 .

進化生物學：生命何時變得巨大 .

"

史前生命"

 

關於作者： Jennifer Frazer 是一位 AAAS 科學新聞獎獲獎科學作家，居住在科羅拉多州博爾德。她擁有生物學、植物病理學/真菌學和科學寫作學位，並花費了許多美好的時光在原位研究生命。閱讀她的部落格The Artful Amoeba，並在 Twitter 上關注她 @JenniferFrazer。

所表達的觀點是作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。