古老的信号证实了最早的动物的真实面貌
自从科学家们开始了解进化论以来,他们就一直在争论第一个动物到底长什么样子这个有争议的问题。
根据基因分析,有人说今天常见的海绵(又名演示海绵、Porifera)最像我们最初的动物祖先;其他人则认为梳子水母更符合要求。
麻省理工学院 (MIT) 科学家领导的新研究将天平倾斜到有利于团队海绵的方向,将化学线索拼凑在一起,表明这些动物是在新元古代时代,距今距今已超过 5.41 亿年。
不幸的是,化石记录只提供了动物早期的非常零散的画面。追踪软体动物(如梳形水母和海绵)的证据尤其困难,因为它们没有化石化良好的硬质材料(骨头、软骨等)。
海绵有时会留下生物矿化的针状体',碳酸钙或二氧化硅的微小结构,但最近的证据表明最早的海绵缺乏这些形式。至于梳子水母,它们对头衔的主张主要是基于基因分析,而不是化石证据。
科学家们不得不发挥创造力,在埃迪卡拉油和沉积物中寻找化学特征,这些特征可能支持动物生命的海绵起源,而没有传统的化石。
“我们不知道这些生物当时到底会是什么样子,但它们绝对会生活在海洋中,它们是软体的,我们假设它们没有二氧化硅骨架,”说麻省理工学院地球生物学家罗杰·萨姆斯。
一个2009年研究据报道,传唤中存在大量海绵状甾醇的化石证据来自阿曼的马里诺岩.这些罕见的C30甾醇(在所有复杂生物体的细胞膜中发现的脂肪有机化合物)暗示了早期海绵的活性。更简单的生物体,其生命策略早于海绵,不产生甾醇,但现代海绵会产生甾醇。
“找到含有 30 个碳的甾醇是非常不寻常的,”说该论文的主要作者、麻省理工学院有机地球化学家 Lubna Shawar。
这表明古代海绵可能是地球上最早的动物,比其他多细胞生物出现得更早。
怀疑论者认为,阿曼的甾烷化石可能具有替代的、非生物或藻类起源,但 Lubna 和她的团队现在已经用第二块含有 C 的化学“化石”排除了这种可能性31.它源自产生 C 的同一海绵基因30甾醇,同样的化学反应也发生在一些活的海绵中。
“在这项研究中,我们展示了如何验证生物标志物,验证信号是否真正来自生命,而不是污染或非生物化学,”Shawar说.
研究团队在实验室中使用八种合成C模拟了甾醇化石化过程31甾醇,其加工方式模仿了地壳中数亿年。在模拟结束时,两个示例与古代 C 完全匹配31甾醇残留物,进一步支持生物起源。
“这是岩石中的东西、海绵里的东西以及你在化学实验室里可以制造的东西的组合,”Summons说.“你有三条支持性的、双方同意的证据,表明这些海绵是地球上最早的动物之一。”
“这些特殊的 steranes 一直都在那里,”Shawar增加.“需要提出正确的问题才能找到它们并真正理解它们的含义以及它们来自哪里。”
现在他们已经确认了早期海绵的这些古老化学特征,该团队希望筛选其他地质样本,以寻找更多我们最早的祖先。
这项研究发表在美国国家科学院院士.