古老的信號證實(shí)了最早的動物的真實(shí)面貌

自從科學(xué)家們開始了解進(jìn)化論以來，他們就一直在爭論第一個動物到底長什么樣子這個有爭議的問題。

根據(jù)基因分析，有人說今天常見的海綿（又名演示海綿、Porifera）最像我們最初的動物祖先;其他人則認(rèn)為梳子水母更符合要求。

麻省理工學(xué)院 （MIT） 科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的新研究將天平傾斜到有利于團(tuán)隊(duì)海綿的方向，將化學(xué)線索拼湊在一起，表明這些動物是在新元古代時代，距今距今已超過 5.41 億年。

不幸的是，化石記錄只提供了動物早期的非常零散的畫面。追蹤軟體動物（如梳形水母和海綿）的證據(jù)尤其困難，因?yàn)樗鼈儧]有化石化良好的硬質(zhì)材料（骨頭、軟骨等）。

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海綿有時會留下生物礦化的針狀體'，碳酸鈣或二氧化硅的微小結(jié)構(gòu)，但最近的證據(jù)表明最早的海綿缺乏這些形式。至于梳子水母，它們對頭銜的主張主要是基于基因分析，而不是化石證據(jù)。

科學(xué)家們不得不發(fā)揮創(chuàng)造力，在埃迪卡拉油和沉積物中尋找化學(xué)特征，這些特征可能支持動物生命的海綿起源，而沒有傳統(tǒng)的化石。

“我們不知道這些生物當(dāng)時到底會是什么樣子，但它們絕對會生活在海洋中，它們是軟體的，我們假設(shè)它們沒有二氧化硅骨架，”說麻省理工學(xué)院地球生物學(xué)家羅杰·薩姆斯。

一個2009年研究據(jù)報(bào)道，傳喚中存在大量海綿狀甾醇的化石證據(jù)來自阿曼的馬里諾巖.這些罕見的C₃₀甾醇（在所有復(fù)雜生物體的細(xì)胞膜中發(fā)現(xiàn)的脂肪有機(jī)化合物）暗示了早期海綿的活性。更簡單的生物體，其生命策略早于海綿，不產(chǎn)生甾醇，但現(xiàn)代海綿會產(chǎn)生甾醇。

“找到含有 30 個碳的甾醇是非常不尋常的，”說該論文的主要作者、麻省理工學(xué)院有機(jī)地球化學(xué)家 Lubna Shawar。

這表明古代海綿可能是地球上最早的動物，比其他多細(xì)胞生物出現(xiàn)得更早。

懷疑論者認(rèn)為，阿曼的甾烷化石可能具有替代的、非生物或藻類起源，但 Lubna 和她的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)用第二塊含有 C 的化學(xué)“化石”排除了這種可能性₃₁.它源自產(chǎn)生 C 的同一海綿基因₃₀甾醇，同樣的化學(xué)反應(yīng)也發(fā)生在一些活的海綿中。

“在這項(xiàng)研究中，我們展示了如何驗(yàn)證生物標(biāo)志物，驗(yàn)證信號是否真正來自生命，而不是污染或非生物化學(xué)，”Shawar說.

研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中使用八種合成C模擬了甾醇化石化過程₃₁甾醇，其加工方式模仿了地殼中數(shù)億年。在模擬結(jié)束時，兩個示例與古代 C 完全匹配₃₁甾醇?xì)埩粑铮M(jìn)一步支持生物起源。

“這是巖石中的東西、海綿里的東西以及你在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里可以制造的東西的組合，”Summons說.“你有三條支持性的、雙方同意的證據(jù)，表明這些海綿是地球上最早的動物之一?！?/p>

“這些特殊的 steranes 一直都在那里，”Shawar增加.“需要提出正確的問題才能找到它們并真正理解它們的含義以及它們來自哪里。”

現(xiàn)在他們已經(jīng)確認(rèn)了早期海綿的這些古老化學(xué)特征，該團(tuán)隊(duì)希望篩選其他地質(zhì)樣本，以尋找更多我們最早的祖先。

這項(xiàng)研究發(fā)表在美國國家科學(xué)院院士.

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